JPH10237160A - エポキシ樹脂組成物および半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物および半導体装置Info
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- JPH10237160A JPH10237160A JP3874797A JP3874797A JPH10237160A JP H10237160 A JPH10237160 A JP H10237160A JP 3874797 A JP3874797 A JP 3874797A JP 3874797 A JP3874797 A JP 3874797A JP H10237160 A JPH10237160 A JP H10237160A
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- epoxy resin
- resin composition
- group
- hydroxyl group
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- Epoxy Resins (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体パッケージ部材に対する接着性が高
く、半導体の信頼性を高め得る半導体封止用エポキシ樹
脂組成物、および該エポキシ樹脂組成物で封止してなる
半導体装置を提供すること。 【解決手段】 エポキシ樹脂（Ａ）、フェノール系硬化
剤（Ｂ）、硬化促進剤（Ｃ）と無機充填材（Ｄ）を必須
成分として含有するエポキシ樹脂組成物において、前記
フェノール系硬化剤（Ｂ）が一般式（Ｉ）で表される化
合物を含有し、かつ前記無機充填材（Ｄ）の比表面積が
２．５〜５ｍ2 ／ｇであり、無機充填材（Ｄ）がエポキ
シ樹脂組成物全体の８６〜９５重量％含有されることを
特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 Ｒ3-(-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ2-)n-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ3 （Ｉ） （ただし、式中のＲ1は水酸基を有しない２価の芳香族
基、Ｒ2は水酸基を有する２価の芳香族基、Ｒ3は水酸基
を有する１価の芳香族基、nは０または１以上の整数を
表す。）
く、半導体の信頼性を高め得る半導体封止用エポキシ樹
脂組成物、および該エポキシ樹脂組成物で封止してなる
半導体装置を提供すること。 【解決手段】 エポキシ樹脂（Ａ）、フェノール系硬化
剤（Ｂ）、硬化促進剤（Ｃ）と無機充填材（Ｄ）を必須
成分として含有するエポキシ樹脂組成物において、前記
フェノール系硬化剤（Ｂ）が一般式（Ｉ）で表される化
合物を含有し、かつ前記無機充填材（Ｄ）の比表面積が
２．５〜５ｍ2 ／ｇであり、無機充填材（Ｄ）がエポキ
シ樹脂組成物全体の８６〜９５重量％含有されることを
特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 Ｒ3-(-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ2-)n-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ3 （Ｉ） （ただし、式中のＲ1は水酸基を有しない２価の芳香族
基、Ｒ2は水酸基を有する２価の芳香族基、Ｒ3は水酸基
を有する１価の芳香族基、nは０または１以上の整数を
表す。）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケージ
部材に対する接着性が高く、半導体の信頼性を高め得る
半導体封止用エポキシ樹脂組成物、および該エポキシ樹
脂組成物で封止してなる半導体装置に関するものであ
る。
部材に対する接着性が高く、半導体の信頼性を高め得る
半導体封止用エポキシ樹脂組成物、および該エポキシ樹
脂組成物で封止してなる半導体装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として広く利用されている。
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として広く利用されている。
【０００３】たとえば、半導体集積回路などの電子部品
の封止方法として従来より経済性、生産性、物性のバラ
ンスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が最も盛んに
行われている。
の封止方法として従来より経済性、生産性、物性のバラ
ンスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が最も盛んに
行われている。
【０００４】この半導体集積回路の分野では微細加工技
術の進歩によりＩＣチップの集積度がますます向上して
いるが、さらに集積度を上げるために、パッケージ中の
ＩＣチップの占有率が増加するとともに、パッケージが
大型化、多ピン化してきている。
術の進歩によりＩＣチップの集積度がますます向上して
いるが、さらに集積度を上げるために、パッケージ中の
ＩＣチップの占有率が増加するとともに、パッケージが
大型化、多ピン化してきている。
【０００５】一方、半導体装置パッケージのプリント配
線基板への実装においても高密度化が進められており、
従来のリードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装方
式”に代り、基板表面にパッケージを半田付けする“表
面実装方式”が盛んになってきた。それに伴い、パッケ
ージも薄型化が進むとともに、表面実装工程の半田リフ
ロー時に２００℃以上の高温にさらされるようになり、
ＩＣチップやリードフレームと封止材が剥離したり、パ
ッケージにクラックが生じたりして信頼性を著しく損ね
る不良が発生するようになった。
線基板への実装においても高密度化が進められており、
従来のリードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装方
式”に代り、基板表面にパッケージを半田付けする“表
面実装方式”が盛んになってきた。それに伴い、パッケ
ージも薄型化が進むとともに、表面実装工程の半田リフ
ロー時に２００℃以上の高温にさらされるようになり、
ＩＣチップやリードフレームと封止材が剥離したり、パ
ッケージにクラックが生じたりして信頼性を著しく損ね
る不良が発生するようになった。
【０００６】以上の理由から半導体を封止する樹脂には
パッケージ部材、特にリードフレーム材料との接着性の
向上が半導体の信頼性を高めるために必須の特性となっ
てきた。
パッケージ部材、特にリードフレーム材料との接着性の
向上が半導体の信頼性を高めるために必須の特性となっ
てきた。
【０００７】従来、これら接着性の問題に対しては、優
れた接着力を有する特殊なエポキシ樹脂、硬化剤、添加
剤を配合することが提案されている（例えば、特開平４
−１７３８２８号公報、など）。しかし、その特性は必
ずしも十分とは言えなかった。
れた接着力を有する特殊なエポキシ樹脂、硬化剤、添加
剤を配合することが提案されている（例えば、特開平４
−１７３８２８号公報、など）。しかし、その特性は必
ずしも十分とは言えなかった。
【０００８】さらには最近、熱放散性の必要から高信頼
性を必要とするＩＣパッケージでも銅材をリードフレー
ムとして使用する場合が増えてきた。リードフレームに
銅材を使用した場合には銅の酸化によりリードフレーム
と封止材との接着力が低下するため、より一層の接着性
が封止材に要求されるようになった。
性を必要とするＩＣパッケージでも銅材をリードフレー
ムとして使用する場合が増えてきた。リードフレームに
銅材を使用した場合には銅の酸化によりリードフレーム
と封止材との接着力が低下するため、より一層の接着性
が封止材に要求されるようになった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した従来
技術における問題点の解決を課題として検討した結果達
成されたものである。
技術における問題点の解決を課題として検討した結果達
成されたものである。
【００１０】従って本発明の目的は、半導体パッケージ
部材に対する接着性が高く、半導体の信頼性を高め得る
半導体封止用エポキシ樹脂組成物、および該エポキシ樹
脂組成物で封止してなる半導体装置を提供することであ
る。
部材に対する接着性が高く、半導体の信頼性を高め得る
半導体封止用エポキシ樹脂組成物、および該エポキシ樹
脂組成物で封止してなる半導体装置を提供することであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、エポ
キシ樹脂（Ａ）、フェノール系硬化剤（Ｂ）、硬化促進
剤（Ｃ）と無機充填材（Ｄ）を必須成分として含有する
エポキシ樹脂組成物において、前記フェノール系硬化剤
（Ｂ）が一般式（Ｉ）で表される化合物を含有し、かつ
前記無機充填材（Ｄ）の比表面積が２．５〜５ｍ2 ／ｇ
であり、無機充填材（Ｄ）がエポキシ樹脂組成物全体の
８６〜９５重量％含有されることを特徴とする半導体封
止用エポキシ樹脂組成物およびその樹脂組成物で半導体
素子が封止された半導体装置である。
キシ樹脂（Ａ）、フェノール系硬化剤（Ｂ）、硬化促進
剤（Ｃ）と無機充填材（Ｄ）を必須成分として含有する
エポキシ樹脂組成物において、前記フェノール系硬化剤
（Ｂ）が一般式（Ｉ）で表される化合物を含有し、かつ
前記無機充填材（Ｄ）の比表面積が２．５〜５ｍ2 ／ｇ
であり、無機充填材（Ｄ）がエポキシ樹脂組成物全体の
８６〜９５重量％含有されることを特徴とする半導体封
止用エポキシ樹脂組成物およびその樹脂組成物で半導体
素子が封止された半導体装置である。
【化２】 Ｒ3-(-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ2-)n-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ3 （Ｉ） （ただし、式中のＲ1は水酸基を有しない２価の芳香族
基、Ｒ2は水酸基を有する２価の芳香族基、Ｒ3は水酸基
を有する１価の芳香族基、nは０または１以上の整数を
示す。）
基、Ｒ2は水酸基を有する２価の芳香族基、Ｒ3は水酸基
を有する１価の芳香族基、nは０または１以上の整数を
示す。）
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を詳述する。
本発明において「重量」とは「質量」を意味する。
本発明において「重量」とは「質量」を意味する。
【００１３】本発明で用いるエポキシ樹脂（Ａ）は、１
分子中に２個以上のエポキシ基を有するものでとくに限
定されず、これらの具体例としては、例えばクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナ
フトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジ
エン骨格含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹
脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、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、線状脂
肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポ
キシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂およびハロゲン化
エポキシ樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いて
も、２種類以上併用して用いてもかまわない。
分子中に２個以上のエポキシ基を有するものでとくに限
定されず、これらの具体例としては、例えばクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナ
フトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジ
エン骨格含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹
脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、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、線状脂
肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポ
キシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂およびハロゲン化
エポキシ樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いて
も、２種類以上併用して用いてもかまわない。
【００１４】また、特に好ましいエポキシ樹脂（Ａ）の
具体例としては４，４´−ビス（２，３−エポキシプロ
ポキシ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチルビ
フェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキ
シ）−３，３´，５，５´−テトラエチルビフェニル、
４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，
３´，５，５´−テトラブチルビフェニル、などのビフ
ェニル骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂、１，５
−ジ（２，３−エポキシプロポキシ）ナフタレン、１，
６−ジ（２，３−エポキシプロポキシ）ナフタレンなど
のナフタレン型エポキシ樹脂などがあげられ、これらの
エポキシ樹脂を全エポキシ樹脂量の８０〜１００重量％
配合することがより好ましい。
具体例としては４，４´−ビス（２，３−エポキシプロ
ポキシ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチルビ
フェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキ
シ）−３，３´，５，５´−テトラエチルビフェニル、
４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，
３´，５，５´−テトラブチルビフェニル、などのビフ
ェニル骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂、１，５
−ジ（２，３−エポキシプロポキシ）ナフタレン、１，
６−ジ（２，３−エポキシプロポキシ）ナフタレンなど
のナフタレン型エポキシ樹脂などがあげられ、これらの
エポキシ樹脂を全エポキシ樹脂量の８０〜１００重量％
配合することがより好ましい。
【００１５】本発明において、上記エポキシ樹脂（Ａ）
のエポキシ樹脂組成物全体に対する配合量は、通常３〜
７重量％である。エポキシ樹脂（Ａ）の配合量が３重量
％未満では成形性が不十分であり、また７重量％を越え
るとリフロー試験における耐クラック性が低下する傾向
にある。
のエポキシ樹脂組成物全体に対する配合量は、通常３〜
７重量％である。エポキシ樹脂（Ａ）の配合量が３重量
％未満では成形性が不十分であり、また７重量％を越え
るとリフロー試験における耐クラック性が低下する傾向
にある。
【００１６】本発明におけるフェノール系硬化剤（Ｂ）
は、一般式（Ｉ）で表されるものを含有する。一般式
（Ｉ）中のＲ1は水酸基を有しない２価の芳香族基、Ｒ2
は水酸基を有する２価の芳香族基、Ｒ3は水酸基を有す
る１価の芳香族基、nは０または１以上の整数である。
は、一般式（Ｉ）で表されるものを含有する。一般式
（Ｉ）中のＲ1は水酸基を有しない２価の芳香族基、Ｒ2
は水酸基を有する２価の芳香族基、Ｒ3は水酸基を有す
る１価の芳香族基、nは０または１以上の整数である。
【００１７】
【化３】 Ｒ3-(-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ2-)n-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ3 （Ｉ） 好ましくは、Ｒ1が２価のフェニル基、Ｒ2は水酸基を有
する２価のフェニル基、Ｒ3が水酸基を有する１価のフ
ェニル基であるフェノール系硬化剤、Ｒ1が２価のビフ
ェニル基、Ｒ2は水酸基を有する２価のフェニル基、Ｒ3
が水酸基を有する１価のフェニル基であるフェノール系
硬化剤である。
する２価のフェニル基、Ｒ3が水酸基を有する１価のフ
ェニル基であるフェノール系硬化剤、Ｒ1が２価のビフ
ェニル基、Ｒ2は水酸基を有する２価のフェニル基、Ｒ3
が水酸基を有する１価のフェニル基であるフェノール系
硬化剤である。
【００１８】一般式（Ｉ）で表されるフェノール系硬化
剤以外に硬化剤を併用する場合、その硬化剤は、エポキ
シ樹脂（Ａ）と反応して硬化するフェノール系の硬化剤
であれば特に限定されず、それらの具体例としては、た
とえばフェノ−ルノボラック樹脂、クレゾ−ルノボラッ
ク樹脂、ビスフェノ−ルＡやレゾルシンから合成される
各種ノボラック樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メ
タン、ジヒドロキシビフェニル、ナフトールアラルキル
樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノール樹脂、
テルペン骨格含有フェノール樹脂などの多価フェノ−ル
化合物などがあげられる。一般式（Ｉ）で表されるフェ
ノール系硬化剤以外に硬化剤を併用する場合、その混合
割合は一般式（Ｉ）で表されるフェノール系硬化剤を全
硬化剤量の６０〜１００重量％とすることが好ましく、
８０〜１００重量％とすることがより好ましい。
剤以外に硬化剤を併用する場合、その硬化剤は、エポキ
シ樹脂（Ａ）と反応して硬化するフェノール系の硬化剤
であれば特に限定されず、それらの具体例としては、た
とえばフェノ−ルノボラック樹脂、クレゾ−ルノボラッ
ク樹脂、ビスフェノ−ルＡやレゾルシンから合成される
各種ノボラック樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メ
タン、ジヒドロキシビフェニル、ナフトールアラルキル
樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノール樹脂、
テルペン骨格含有フェノール樹脂などの多価フェノ−ル
化合物などがあげられる。一般式（Ｉ）で表されるフェ
ノール系硬化剤以外に硬化剤を併用する場合、その混合
割合は一般式（Ｉ）で表されるフェノール系硬化剤を全
硬化剤量の６０〜１００重量％とすることが好ましく、
８０〜１００重量％とすることがより好ましい。
【００１９】本発明において、フェノール系硬化剤
（Ｂ）の配合量はエポキシ樹脂組成物全体の通常３〜７
重量％である。さらには、エポキシ樹脂（Ａ）とフェノ
ール系硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性質および耐湿
信頼性の点から（Ａ）に対する（Ｂ）の化学当量比が
０．５〜２、特に０．７〜１．５の範囲にあることが好
ましい。
（Ｂ）の配合量はエポキシ樹脂組成物全体の通常３〜７
重量％である。さらには、エポキシ樹脂（Ａ）とフェノ
ール系硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性質および耐湿
信頼性の点から（Ａ）に対する（Ｂ）の化学当量比が
０．５〜２、特に０．７〜１．５の範囲にあることが好
ましい。
【００２０】本発明において硬化促進剤（Ｃ）としては
エポキシ樹脂とフェノール系硬化剤との反応を促進する
物であれば通常公知の物が任意に使用できる。硬化促進
剤の具体例としては２−メチルイミダゾール、２−フェ
ニルイミダゾール、２−フェニルー４−メチルイミダゾ
ール、２−ウンデシルイミダゾールなどのイミダゾール
類およびそれらの塩、トリエチルアミン、ベンジルジメ
チルアミン、α−メチルベンジルアミンなどの３級アミ
ン化合物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウン
デセン−７、１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）ノ
ネン、７−メチル−１，５，７−トリアザビシクロ
（４，４，０）デセン−５などのアミジン化合物および
それらの塩、トリフェニルホスフィン、トリス（２，６
−ジメトキシフェニル）ホスフィン、トリス（４−アル
キルフェニル）ホスフィン、トリアルキルホスフィンな
どリン化合物およびそれらの塩、テトラ置換ホスホニウ
ム・テトラ置換ボレ−トなどが用いられる。これらの硬
化促進剤（Ｃ）は２種以上を併用しても良く、さらには
予め使用する硬化剤またはエポキシ樹脂と溶融混合させ
た後添加しても良い。
エポキシ樹脂とフェノール系硬化剤との反応を促進する
物であれば通常公知の物が任意に使用できる。硬化促進
剤の具体例としては２−メチルイミダゾール、２−フェ
ニルイミダゾール、２−フェニルー４−メチルイミダゾ
ール、２−ウンデシルイミダゾールなどのイミダゾール
類およびそれらの塩、トリエチルアミン、ベンジルジメ
チルアミン、α−メチルベンジルアミンなどの３級アミ
ン化合物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウン
デセン−７、１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）ノ
ネン、７−メチル−１，５，７−トリアザビシクロ
（４，４，０）デセン−５などのアミジン化合物および
それらの塩、トリフェニルホスフィン、トリス（２，６
−ジメトキシフェニル）ホスフィン、トリス（４−アル
キルフェニル）ホスフィン、トリアルキルホスフィンな
どリン化合物およびそれらの塩、テトラ置換ホスホニウ
ム・テトラ置換ボレ−トなどが用いられる。これらの硬
化促進剤（Ｃ）は２種以上を併用しても良く、さらには
予め使用する硬化剤またはエポキシ樹脂と溶融混合させ
た後添加しても良い。
【００２１】本発明における無機充填材（Ｄ）は、比表
面積が２．５〜５ｍ2 ／ｇ、特に好ましくは３〜４．５
ｍ2 ／ｇであれば特に限定されるものではないが、具体
的には非晶性シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、
炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、窒化珪素、
酸化マグネシウムアルミニウム、ジルコニア、ジルコ
ン、クレー、タルク、珪酸カルシウム、酸化チタン、酸
化アンチモン、アスベスト、ガラス繊維などが挙げら
れ、球状、破砕状、繊維状など任意の物が使用できる。
比表面積が上記の範囲をはずれるとパッケージ部材に対
する密着性やリフロー工程における耐クラック性が低下
する。 比表面積は通常「ＢＥＴ法」と呼ばれる窒素ガ
スの吸着量から測定できるが、それ以外の公知の方法を
用いて測定してもかまわない。また、組成物その物だけ
でなく、硬化物である半導体パッケージを電気炉などで
５００℃前後の温度で燃焼させた後、集めた灰分からも
測定できる。
面積が２．５〜５ｍ2 ／ｇ、特に好ましくは３〜４．５
ｍ2 ／ｇであれば特に限定されるものではないが、具体
的には非晶性シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、
炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、窒化珪素、
酸化マグネシウムアルミニウム、ジルコニア、ジルコ
ン、クレー、タルク、珪酸カルシウム、酸化チタン、酸
化アンチモン、アスベスト、ガラス繊維などが挙げら
れ、球状、破砕状、繊維状など任意の物が使用できる。
比表面積が上記の範囲をはずれるとパッケージ部材に対
する密着性やリフロー工程における耐クラック性が低下
する。 比表面積は通常「ＢＥＴ法」と呼ばれる窒素ガ
スの吸着量から測定できるが、それ以外の公知の方法を
用いて測定してもかまわない。また、組成物その物だけ
でなく、硬化物である半導体パッケージを電気炉などで
５００℃前後の温度で燃焼させた後、集めた灰分からも
測定できる。
【００２２】本発明における無機充填材（Ｄ）の好まし
い具体例としては非晶性シリカ、結晶性シリカ、アルミ
ナであり、さらに成形性の点から好ましくは形状が球状
の物を無機充填材（Ｄ）中に６０〜１００重量％、特に
好ましくは８０〜１００重量％含有することが好まし
い。
い具体例としては非晶性シリカ、結晶性シリカ、アルミ
ナであり、さらに成形性の点から好ましくは形状が球状
の物を無機充填材（Ｄ）中に６０〜１００重量％、特に
好ましくは８０〜１００重量％含有することが好まし
い。
【００２３】本発明において、無機充填材（Ｄ）のエポ
キシ樹脂組成物全体に対する割合は、耐クラック性およ
び成形性の点から全体の８６〜９５重量％、好ましくは
８７〜９３重量％である。
キシ樹脂組成物全体に対する割合は、耐クラック性およ
び成形性の点から全体の８６〜９５重量％、好ましくは
８７〜９３重量％である。
【００２４】本発明において、エポキシ樹脂組成物にシ
ランカップリング剤、チタネートカップリング剤などの
カップリング剤を配合しておくことが半導体装置を封止
する場合、信頼性の点で好ましい。カップリング剤はそ
のまま配合しても、あらかじめ無機充填材（Ｄ）に表面
処理しておいても同様の効果が期待できる。
ランカップリング剤、チタネートカップリング剤などの
カップリング剤を配合しておくことが半導体装置を封止
する場合、信頼性の点で好ましい。カップリング剤はそ
のまま配合しても、あらかじめ無機充填材（Ｄ）に表面
処理しておいても同様の効果が期待できる。
【００２５】カップリング剤としては無機充填材の表面
処理剤として公知の物が使用できるが、エポキシシラ
ン、アミノシラン、メルカプトシラン、ウレイドシラン
などのシランカップリング剤が好ましく用いられ、特に
アミノ基を有するカップリング剤が好ましく用いられ
る。特に好ましいアミノ基を有するシランカップリング
剤の具体例としてはγ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フ
ェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−
フェニル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシランなどがあげられる。
処理剤として公知の物が使用できるが、エポキシシラ
ン、アミノシラン、メルカプトシラン、ウレイドシラン
などのシランカップリング剤が好ましく用いられ、特に
アミノ基を有するカップリング剤が好ましく用いられ
る。特に好ましいアミノ基を有するシランカップリング
剤の具体例としてはγ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フ
ェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−
フェニル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシランなどがあげられる。
【００２６】また、カップリング剤の添加量は通常エポ
キシ樹脂組成物全体に対し、０．１〜２重量％である。
キシ樹脂組成物全体に対し、０．１〜２重量％である。
【００２７】エポキシ樹脂組成物には以下の物質も配合
することができる。
することができる。
【００２８】本発明の組成物では、必須成分ではないが
ブロム化合物を配合できる。また実質的に存在するブロ
ム化合物は、通常半導体封止用エポキシ樹脂組成物に難
燃剤として添加されるもので、特に限定されず、公知の
ものであってよい。
ブロム化合物を配合できる。また実質的に存在するブロ
ム化合物は、通常半導体封止用エポキシ樹脂組成物に難
燃剤として添加されるもので、特に限定されず、公知の
ものであってよい。
【００２９】存在するブロム化合物の好ましい具体例と
しては、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブ
ロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などのブロ
ム化エポキシ樹脂、ブロム化ポリカーボネート樹脂、ブ
ロム化ポリスチレン樹脂、ブロム化ポリフェニレンオキ
サイド樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロ
モジフェニルエーテルなどがあげられ、なかでも、ブロ
ム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ
樹脂が、成形性の点から好ましい。
しては、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブ
ロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などのブロ
ム化エポキシ樹脂、ブロム化ポリカーボネート樹脂、ブ
ロム化ポリスチレン樹脂、ブロム化ポリフェニレンオキ
サイド樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロ
モジフェニルエーテルなどがあげられ、なかでも、ブロ
ム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ
樹脂が、成形性の点から好ましい。
【００３０】本発明の組成物では、必須成分ではないが
アンチモン化合物を配合できる。これは通常半導体封止
用エポキシ樹脂組成物に難燃助剤として添加されるもの
で、特に限定されず、公知のものが使用できる。アンチ
モン化合物の好ましい具体例としては、三酸化アンチモ
ン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンがあげられ
る。
アンチモン化合物を配合できる。これは通常半導体封止
用エポキシ樹脂組成物に難燃助剤として添加されるもの
で、特に限定されず、公知のものが使用できる。アンチ
モン化合物の好ましい具体例としては、三酸化アンチモ
ン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンがあげられ
る。
【００３１】本発明のエポキシ樹脂組成物には、カーボ
ンブラック、酸化鉄などの着色剤、ハイドロタルサイト
類、ビスマス系などのイオン捕捉剤、シリコ−ンゴム、
オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブ
タジエンゴム、変性シリコ−ンオイルなどのエラストマ
ー、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長
鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸
のアミド、パラフィンワックスなどの離型剤および有機
過酸化物などの架橋剤を任意に添加することができる。
ンブラック、酸化鉄などの着色剤、ハイドロタルサイト
類、ビスマス系などのイオン捕捉剤、シリコ−ンゴム、
オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブ
タジエンゴム、変性シリコ−ンオイルなどのエラストマ
ー、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長
鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸
のアミド、パラフィンワックスなどの離型剤および有機
過酸化物などの架橋剤を任意に添加することができる。
【００３２】本発明のエポキシ樹脂組成物の製造方法と
しては、溶融混練、通常は６０〜１４０℃の温度で混練
され、たとえばバンバリーミキサー、ニーダー、ロー
ル、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダーなどの
公知の混練方法を用いて溶融混練することにより製造で
きる。そして、このエポキシ樹脂組成物によって半導体
素子を封止し半導体装置とすることができる。また半導
体装置においては４２アロイ材をリードフレームに使用
したもの、銅材をリードフレームに使用したものが本発
明の効果が発揮される。
しては、溶融混練、通常は６０〜１４０℃の温度で混練
され、たとえばバンバリーミキサー、ニーダー、ロー
ル、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダーなどの
公知の混練方法を用いて溶融混練することにより製造で
きる。そして、このエポキシ樹脂組成物によって半導体
素子を封止し半導体装置とすることができる。また半導
体装置においては４２アロイ材をリードフレームに使用
したもの、銅材をリードフレームに使用したものが本発
明の効果が発揮される。
【００３３】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、表２、表３中の数字は、重量％を示す。
る。なお、表２、表３中の数字は、重量％を示す。
【００３４】実施例１〜１０、比較例１〜７ 表１に示した成分を、表２、表３に示した組成比でミキ
サーにより粉末状態でブレンドした。これを、バレル温
度９０℃の二軸押出機を用いて５分間加熱溶融混練後、
冷却・粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造
した。
サーにより粉末状態でブレンドした。これを、バレル温
度９０℃の二軸押出機を用いて５分間加熱溶融混練後、
冷却・粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造
した。
【００３５】
【表１】
【化４】
【００３６】これらの組成物を用いて、低圧トランスフ
ァー成形により１７５℃×２minの条件で成形を行い半
導体装置を得た。また、以下に示すような方法で各種評
価を行い、結果を表２及び表３に示した。
ァー成形により１７５℃×２minの条件で成形を行い半
導体装置を得た。また、以下に示すような方法で各種評
価を行い、結果を表２及び表３に示した。
【００３７】耐クラック性：１６０ピンＱＦＰ（外形：
２８×２８×３．３mm、模擬半導体素子：１０×１０×
０．５mm、フレーム材料：４２アロイまたは２５０℃で
３分酸化させた銅、チップ表面：ポリイミド膜）を８個
成形し、１７５℃で４時間硬化させた後、８５℃、８５
％ＲＨの条件で４２アロイフレームパッケージは１６８
時間、銅フレームパッケージは１２０時間それぞれ加湿
処理後、ＩＲリフロー炉を用いて２４５℃で１０秒間加
熱処理した。その後外部クラックの有無を調べクラック
の入ったパッケージを不良パッケージとし、不良率で表
した。
２８×２８×３．３mm、模擬半導体素子：１０×１０×
０．５mm、フレーム材料：４２アロイまたは２５０℃で
３分酸化させた銅、チップ表面：ポリイミド膜）を８個
成形し、１７５℃で４時間硬化させた後、８５℃、８５
％ＲＨの条件で４２アロイフレームパッケージは１６８
時間、銅フレームパッケージは１２０時間それぞれ加湿
処理後、ＩＲリフロー炉を用いて２４５℃で１０秒間加
熱処理した。その後外部クラックの有無を調べクラック
の入ったパッケージを不良パッケージとし、不良率で表
した。
【００３８】密着性：上記、耐クラック性試験後の１６
０ピンＱＦＰを超音波探傷機を使用してチップ面、ダイ
パッド面を観察し、剥離が生じているパッケージを不良
パッケージとして不良率で表した。
０ピンＱＦＰを超音波探傷機を使用してチップ面、ダイ
パッド面を観察し、剥離が生じているパッケージを不良
パッケージとして不良率で表した。
【００３９】
【表２】
【００４０】表２にみられるように、実施例１〜１０の
エポキシ樹脂組成物は、耐クラック性のみならず、ＩＣ
チップ、リードフレーム材料との密着性に優れている。
エポキシ樹脂組成物は、耐クラック性のみならず、ＩＣ
チップ、リードフレーム材料との密着性に優れている。
【００４１】
【表３】
【００４２】これに対して表３に示した比較例１〜７
は、耐クラック性が劣っているだけでなく、密着性が著
しく悪いことが分かる。特に銅リードフレームを使用し
たパッケージではその差が顕著である。
は、耐クラック性が劣っているだけでなく、密着性が著
しく悪いことが分かる。特に銅リードフレームを使用し
たパッケージではその差が顕著である。
【００４３】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、半導体
パッケージ部材に対する接着性が高く、リフロー実装時
の耐クラック性に優れるばかりではなく、密着性が良好
なので半導体装置の封止に好適である。また、本発明の
エポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置は信頼性が向
上する。
パッケージ部材に対する接着性が高く、リフロー実装時
の耐クラック性に優れるばかりではなく、密着性が良好
なので半導体装置の封止に好適である。また、本発明の
エポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置は信頼性が向
上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31
Claims (8)
- 【請求項１】 エポキシ樹脂（Ａ）、フェノール系硬化
剤（Ｂ）、硬化促進剤(Ｃ）と無機充填材（Ｄ）を必須
成分として含有するエポキシ樹脂組成物において、前記
フェノール系硬化剤（Ｂ）が一般式（Ｉ）で表される化
合物を含有し、かつ前記無機充填材（Ｄ）の比表面積が
２．５〜５ｍ2 ／ｇであり、無機充填材（Ｄ）がエポキ
シ樹脂組成物全体の８６〜９５重量％含有されることを
特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 Ｒ3-(-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ2-)n-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ3 （Ｉ） （ただし、式中のＲ1は水酸基を有しない２価の芳香族
基、Ｒ2は水酸基を有する２価の芳香族基、Ｒ3は水酸基
を有する１価の芳香族基、nは０または１以上の整数を
示す。） - 【請求項２】エポキシ樹脂（Ａ）がビフェニル、ナフタ
レンのいずれかの骨格を持つエポキシ樹脂を含有するこ
とを特徴とする請求項１のエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項３】一般式（Ｉ）のＲ1が２価のフェニル基、
Ｒ2は水酸基を有する２価のフェニル基、Ｒ3が水酸基を
有する１価のフェニル基である請求項１〜２いずれかの
エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項４】一般式（Ｉ）のＲ1が２価のビフェニル
基、Ｒ2は水酸基を有する２価のフェニル基、Ｒ3が水酸
基を有する１価のフェニル基である化合物である請求項
１〜２いずれかのエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項５】さらにアミノ基を有するシランカップリン
グ剤が配合されたものである請求項１〜４いずれか記載
のエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項６】請求項１〜５いずれかに記載のエポキシ樹
脂組成物によって半導体素子が封止された半導体装置。 - 【請求項７】４２アロイ材をリードフレームに使用し、
請求項１〜５いずれかに記載のエポキシ樹脂組成物によ
って半導体素子が封止された半導体装置。 - 【請求項８】銅材をリードフレームに使用し、請求項１
〜５いずれかに記載のエポキシ樹脂組成物によって半導
体素子が封止された半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3874797A JPH10237160A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3874797A JPH10237160A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10237160A true JPH10237160A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=12533910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3874797A Pending JPH10237160A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10237160A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002128994A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-09 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002284964A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Toray Ind Inc | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2005105087A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| US7544727B2 (en) | 2000-09-25 | 2009-06-09 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Encapsulant of epoxy resin, curing agent, and secondary aminosilane coupling agent or phosphate |
| JP4617532B2 (ja) * | 1999-10-28 | 2011-01-26 | 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 |
-
1997
- 1997-02-24 JP JP3874797A patent/JPH10237160A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4617532B2 (ja) * | 1999-10-28 | 2011-01-26 | 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 |
| US7544727B2 (en) | 2000-09-25 | 2009-06-09 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Encapsulant of epoxy resin, curing agent, and secondary aminosilane coupling agent or phosphate |
| JP2002128994A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-09 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP4568985B2 (ja) * | 2000-10-31 | 2010-10-27 | 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 |
| JP2002284964A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Toray Ind Inc | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2005105087A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP4622221B2 (ja) * | 2003-09-29 | 2011-02-02 | 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 |
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Effective date: 20060206 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060314 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060707 |