JPH10237273A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物Info
- Publication number
- JPH10237273A JPH10237273A JP3870097A JP3870097A JPH10237273A JP H10237273 A JPH10237273 A JP H10237273A JP 3870097 A JP3870097 A JP 3870097A JP 3870097 A JP3870097 A JP 3870097A JP H10237273 A JPH10237273 A JP H10237273A
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- Japan
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- epoxy
- organopolysiloxane
- resin composition
- inorganic filler
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ボイドを改善し、且つ耐半田クラック性を向
上させ、成形性と信頼性の両立する半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物の提供。 【解決手段】 融点６０℃以上の結晶性エポキシ化合
物、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、
及び式（１）で示される１官能性シロキサンユニット
（Ｍユニット）と４官能性シロキサンユニット（Ｑユニ
ット）からなるオルガノポリシロキサンで、エポキシ基
含有有機基及び／又はアルコキシシリルアルキレン基を
有するエポキシ樹脂組成物。 （Ｑユニット：（ＳｉＯ4/2）d Ｒ1は一価炭化水素基、Ｒ2は一価炭化水素基又は水素原
子、Ｒ3はエポキシ基含有有機基、Ｒ4はアルコキシシリ
ルアルキレン基。ａ、ｂ、ｃは、０又は正数であり、ｄ
は正数、ａ／ｄは０〜４、（ｂ＋ｃ）／ｄは０．０５〜
４、（ａ＋ｂ＋ｃ）／ｄは０．２〜４。）
上させ、成形性と信頼性の両立する半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物の提供。 【解決手段】 融点６０℃以上の結晶性エポキシ化合
物、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、
及び式（１）で示される１官能性シロキサンユニット
（Ｍユニット）と４官能性シロキサンユニット（Ｑユニ
ット）からなるオルガノポリシロキサンで、エポキシ基
含有有機基及び／又はアルコキシシリルアルキレン基を
有するエポキシ樹脂組成物。 （Ｑユニット：（ＳｉＯ4/2）d Ｒ1は一価炭化水素基、Ｒ2は一価炭化水素基又は水素原
子、Ｒ3はエポキシ基含有有機基、Ｒ4はアルコキシシリ
ルアルキレン基。ａ、ｂ、ｃは、０又は正数であり、ｄ
は正数、ａ／ｄは０〜４、（ｂ＋ｃ）／ｄは０．０５〜
４、（ａ＋ｂ＋ｃ）／ｄは０．２〜４。）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形品にボイドが
なく、信頼性、特に耐半田クラック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。
なく、信頼性、特に耐半田クラック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】電子製品の軽薄短小化、高密度化、高機
能化及び低価格化のため、半導体パッケージは種々の形
態をとるようになってきている。特に、近年では表面実
装化のため、半導体素子を封止するエポキシ樹脂組成物
（以下、樹脂組成物という）に関しても種々の改良がな
されてきている。エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化
剤、硬化促進剤、無機充填材を主成分とする樹脂組成物
は、特に上記の表面実装対応のためには低吸湿化させる
必要があり、無機充填材の配合量は全樹脂組成物中に９
０重量％程度までに増加してきている。ところが、無機
充填材が多くなると、樹脂成分と無機充填材とが均一分
散しにくくなってくる。その結果、このような不均一な
樹脂組成物で半導体素子を封止すると、成形品にボイド
が多く発生する欠点が生じる。
能化及び低価格化のため、半導体パッケージは種々の形
態をとるようになってきている。特に、近年では表面実
装化のため、半導体素子を封止するエポキシ樹脂組成物
（以下、樹脂組成物という）に関しても種々の改良がな
されてきている。エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化
剤、硬化促進剤、無機充填材を主成分とする樹脂組成物
は、特に上記の表面実装対応のためには低吸湿化させる
必要があり、無機充填材の配合量は全樹脂組成物中に９
０重量％程度までに増加してきている。ところが、無機
充填材が多くなると、樹脂成分と無機充填材とが均一分
散しにくくなってくる。その結果、このような不均一な
樹脂組成物で半導体素子を封止すると、成形品にボイド
が多く発生する欠点が生じる。
【０００３】樹脂成分と無機充填材とを均一に分散させ
る技術としては、従来、オルガノポリシロキサンを添加
する方法（特公平２−３６１４８号公報）等が有力な手
段と考えられてきた。しかし、この手段のみでは分散が
不十分で、その結果として、無機充填材を高充填する樹
脂組成物においては、成形品のボイド発生を完全に解決
することはできなかった。又、オルガノポリシロキサン
の添加という手段は、接着力の低下や熱時強度の低下を
引き起こすために、耐半田クラック性が低下することも
問題であった。
る技術としては、従来、オルガノポリシロキサンを添加
する方法（特公平２−３６１４８号公報）等が有力な手
段と考えられてきた。しかし、この手段のみでは分散が
不十分で、その結果として、無機充填材を高充填する樹
脂組成物においては、成形品のボイド発生を完全に解決
することはできなかった。又、オルガノポリシロキサン
の添加という手段は、接着力の低下や熱時強度の低下を
引き起こすために、耐半田クラック性が低下することも
問題であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、成形時に成
形品に発生するボイドを低減し、且つ耐半田クラック性
を向上できる信頼性に優れた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。
形品に発生するボイドを低減し、且つ耐半田クラック性
を向上できる信頼性に優れた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、（Ａ）融点６
０℃以上の結晶性エポキシ化合物、（Ｂ）フェノール樹
脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、及び
（Ｅ）式（１）で示される１官能性シロキサンユニット
（Ｍユニット）と４官能性シロキサンユニット（Ｑユニ
ット）からなるオルガノポリシロキサンであって、該オ
ルガノポリシロキサンがエポキシ基含有有機基及び／又
はアルコキシシリルアルキレン基を有するオルガノポリ
シロキサンであることを特徴とする半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物である。
０℃以上の結晶性エポキシ化合物、（Ｂ）フェノール樹
脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填材、及び
（Ｅ）式（１）で示される１官能性シロキサンユニット
（Ｍユニット）と４官能性シロキサンユニット（Ｑユニ
ット）からなるオルガノポリシロキサンであって、該オ
ルガノポリシロキサンがエポキシ基含有有機基及び／又
はアルコキシシリルアルキレン基を有するオルガノポリ
シロキサンであることを特徴とする半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物である。
【化２】 （式中、Ｍユニット：（Ｒ2Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）a、（Ｒ3
Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）b、（Ｒ4Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）c Ｑユニット：（ＳｉＯ4/2）d Ｒ1は一価炭化水素基、Ｒ2は一価炭化水素基又は水素原
子、Ｒ3はエポキシ基含有有機基、Ｒ4はアルコキシシリ
ルアルキレン基。ａ、ｂ又はｃは、０又は正数であり、
ｄは正数であり、ａ／ｄは０〜４の数であり、（ｂ＋
ｃ）／ｄは０．０５〜４の数であり、且つ（ａ＋ｂ＋
ｃ）／ｄは０．２〜４の数である。）
Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）b、（Ｒ4Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）c Ｑユニット：（ＳｉＯ4/2）d Ｒ1は一価炭化水素基、Ｒ2は一価炭化水素基又は水素原
子、Ｒ3はエポキシ基含有有機基、Ｒ4はアルコキシシリ
ルアルキレン基。ａ、ｂ又はｃは、０又は正数であり、
ｄは正数であり、ａ／ｄは０〜４の数であり、（ｂ＋
ｃ）／ｄは０．０５〜４の数であり、且つ（ａ＋ｂ＋
ｃ）／ｄは０．２〜４の数である。）
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明で用いる融点６０℃以上の結晶性エポキシ化合物
は、融点以上に昇温されることにより融解し、粘度が非
常に低くなるために、これを用いた樹脂組成物は、成形
温度において良好な流動性を示す。更に、常温で固体で
あり、作業性に優れている。融点が６０℃未満だと、作
業性が悪くなり好ましくない。本発明で用いる融点６０
℃以上の結晶性エポキシ化合物の融点は、示差走査熱量
計を用いて測定する。測定方法は、常温から昇温速度１
０℃／分で昇温した時の結晶融解ピークの頂点の温度を
樹脂の融点とする。本発明で用いる融点６０℃以上の結
晶性エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノール
Ａ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合
物、ビフェニル型エポキシ化合物、アルキル変性ビフェ
ニル型エポキシ化合物、ヒドロキノン型エポキシ化合
物、トリアジン核含有エポキシ化合物、スチルベン型エ
ポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物等が挙げら
れ、これらは単独でも混合して用いてもよい。又、結晶
性エポキシ化合物は、耐湿信頼性のために塩素イオンや
ナトリウムイオン等のイオン性不純物が極力少ないこと
が望ましい。これらの結晶性エポキシ化合物には、流動
性を損なわない範囲で、オルソクレゾールノボラック型
エポキシ樹脂等の他のエポキシ樹脂を添加してもよい。
本発明で用いる融点６０℃以上の結晶性エポキシ化合物
は、融点以上に昇温されることにより融解し、粘度が非
常に低くなるために、これを用いた樹脂組成物は、成形
温度において良好な流動性を示す。更に、常温で固体で
あり、作業性に優れている。融点が６０℃未満だと、作
業性が悪くなり好ましくない。本発明で用いる融点６０
℃以上の結晶性エポキシ化合物の融点は、示差走査熱量
計を用いて測定する。測定方法は、常温から昇温速度１
０℃／分で昇温した時の結晶融解ピークの頂点の温度を
樹脂の融点とする。本発明で用いる融点６０℃以上の結
晶性エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノール
Ａ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合
物、ビフェニル型エポキシ化合物、アルキル変性ビフェ
ニル型エポキシ化合物、ヒドロキノン型エポキシ化合
物、トリアジン核含有エポキシ化合物、スチルベン型エ
ポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物等が挙げら
れ、これらは単独でも混合して用いてもよい。又、結晶
性エポキシ化合物は、耐湿信頼性のために塩素イオンや
ナトリウムイオン等のイオン性不純物が極力少ないこと
が望ましい。これらの結晶性エポキシ化合物には、流動
性を損なわない範囲で、オルソクレゾールノボラック型
エポキシ樹脂等の他のエポキシ樹脂を添加してもよい。
【０００７】本発明で用いるフェノール樹脂硬化剤とし
ては、フェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマ
ー及びポリマー全般をいう。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、ナフタレン変性フェノール
樹脂、キシリレン変性フェノール樹脂、トリフェノール
メタン型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは単独で
も混合して用いてもよい。フェノール樹脂の融点、軟化
点、水酸基当量等については特に限定しない。又、これ
らのフェノール樹脂硬化剤は、耐湿信頼性のために塩素
イオンやナトリウムイオン等のイオン性不純物が極力少
ないことが望ましい。
ては、フェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマ
ー及びポリマー全般をいう。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、ナフタレン変性フェノール
樹脂、キシリレン変性フェノール樹脂、トリフェノール
メタン型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは単独で
も混合して用いてもよい。フェノール樹脂の融点、軟化
点、水酸基当量等については特に限定しない。又、これ
らのフェノール樹脂硬化剤は、耐湿信頼性のために塩素
イオンやナトリウムイオン等のイオン性不純物が極力少
ないことが望ましい。
【０００８】本発明で用いる硬化促進剤としては、エポ
キシ樹脂とフェノール性水酸基との反応を促進させるも
のであればよく、一般に封止用材料に使用されているも
のをひろく使用することができる。例えば、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、テトラフェニルホスホニウム・テトラ
フェニルボレート、ジメチルベンジルアミン、テトラフ
ェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレ
ート等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても
よい。又、これらの硬化促進剤は、フェノール樹脂等に
予め溶融混合して用いてもよいし、樹脂組成物の製造時
に単に混合してもよい。
キシ樹脂とフェノール性水酸基との反応を促進させるも
のであればよく、一般に封止用材料に使用されているも
のをひろく使用することができる。例えば、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、テトラフェニルホスホニウム・テトラ
フェニルボレート、ジメチルベンジルアミン、テトラフ
ェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレ
ート等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても
よい。又、これらの硬化促進剤は、フェノール樹脂等に
予め溶融混合して用いてもよいし、樹脂組成物の製造時
に単に混合してもよい。
【０００９】本発明で用いる無機充填材としては、例え
ば、溶融シリカ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉
末、２次凝集シリカ粉末、多孔質シリカ粉末、２次凝集
シリカ粉末又は多孔質シリカ粉末を粉砕したシリカ粉
末、アルミナ等が挙げられる。無機充填材の形状は、破
砕状でも球状でも問題ない。又、これらの無機充填材は
単独でも混合して用いてもよい。なお、一般的には、流
動特性、機械強度及び熱的特性のバランスに優れた球状
溶融シリカ粉末の使用が好ましい。
ば、溶融シリカ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉
末、２次凝集シリカ粉末、多孔質シリカ粉末、２次凝集
シリカ粉末又は多孔質シリカ粉末を粉砕したシリカ粉
末、アルミナ等が挙げられる。無機充填材の形状は、破
砕状でも球状でも問題ない。又、これらの無機充填材は
単独でも混合して用いてもよい。なお、一般的には、流
動特性、機械強度及び熱的特性のバランスに優れた球状
溶融シリカ粉末の使用が好ましい。
【００１０】本発明で用いる、式（１）で示されるエポ
キシ基含有有機基及び／又はアルコキシシリルアルキレ
ン基を有するオルガノポリシロキサンは、本発明におけ
る技術上の重要なポイントであるので詳細に説明する。
前述したように、無機充填材の配合量が９０重量％程度
になると、従来の手段では均一な樹脂組成物を得にくく
なってきている。このような問題に対して、本発明で
は、式（１）で示されるエポキシ基含有有機基及び／又
はアルコキシシリルアルキレン基を有するオルガノポリ
シロキサン（以下、添加剤Ａという）を用いて、均一な
樹脂組成物を得てボイドを低減し、更に樹脂組成物の硬
化物の強度を大幅に向上させることにより、耐半田クラ
ック性も大きく改善するものである。
キシ基含有有機基及び／又はアルコキシシリルアルキレ
ン基を有するオルガノポリシロキサンは、本発明におけ
る技術上の重要なポイントであるので詳細に説明する。
前述したように、無機充填材の配合量が９０重量％程度
になると、従来の手段では均一な樹脂組成物を得にくく
なってきている。このような問題に対して、本発明で
は、式（１）で示されるエポキシ基含有有機基及び／又
はアルコキシシリルアルキレン基を有するオルガノポリ
シロキサン（以下、添加剤Ａという）を用いて、均一な
樹脂組成物を得てボイドを低減し、更に樹脂組成物の硬
化物の強度を大幅に向上させることにより、耐半田クラ
ック性も大きく改善するものである。
【００１１】この添加剤Ａの化学構造式は式（１）で示
されるが、正確な分子構造は定かではない。しかし、分
子量は約１０００〜１００００程度で糸まり状になって
いるものと考えられる。その中心には、Ｑユニットの
（ＳｉＯ4/2）dの４官能性シロキサンユニットで構成さ
れるコア（シリカほど密で堅いコアではなく、他のユニ
ットも含まれた柔軟なコア）があり、その周囲にＭユニ
ットの（Ｒ2Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）a・（Ｒ3Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ
1/2）b・（Ｒ4Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）cの１官能性シロキサ
ンユニットが取り巻いているものと考えられる。このオ
ルガノポリシロキサンの分子の表面には、Ｒ3のエポキ
シ基含有有機基、Ｒ4のアルコキシシリルアルキレン基
があり、エポキシ化合物／フェノール樹脂硬化剤や、無
機充填材への反応性が付与されていると考えられる。従
来のオルガノポリシロキサン（例えば、特公平２−３６
１４８号公報）と比較して、エポキシ基、アルコキシシ
リルアルキレン基の反応性の高い官能基が、分子の外側
に向けて多量に存在しているという特殊構造が、以下に
示す良好な特性を付与するものと考えられる。
されるが、正確な分子構造は定かではない。しかし、分
子量は約１０００〜１００００程度で糸まり状になって
いるものと考えられる。その中心には、Ｑユニットの
（ＳｉＯ4/2）dの４官能性シロキサンユニットで構成さ
れるコア（シリカほど密で堅いコアではなく、他のユニ
ットも含まれた柔軟なコア）があり、その周囲にＭユニ
ットの（Ｒ2Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）a・（Ｒ3Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ
1/2）b・（Ｒ4Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）cの１官能性シロキサ
ンユニットが取り巻いているものと考えられる。このオ
ルガノポリシロキサンの分子の表面には、Ｒ3のエポキ
シ基含有有機基、Ｒ4のアルコキシシリルアルキレン基
があり、エポキシ化合物／フェノール樹脂硬化剤や、無
機充填材への反応性が付与されていると考えられる。従
来のオルガノポリシロキサン（例えば、特公平２−３６
１４８号公報）と比較して、エポキシ基、アルコキシシ
リルアルキレン基の反応性の高い官能基が、分子の外側
に向けて多量に存在しているという特殊構造が、以下に
示す良好な特性を付与するものと考えられる。
【００１２】即ち、 オルガノポリシロキサンに特有の
表面張力が小さいという効果による表面疎水化効果、及
び エポキシ化合物／フェノール樹脂硬化剤や、無機充
填材に対する非常に良好な反応性の２つの機能を有して
いると考えられる。の表面疎水化効果によって、無機充
填材の表面の表面張力を小さくし、無機充填材の表面と
エポキシ化合物／フェノール樹脂硬化剤とのなじみを改
善でき、成形品中のボイドを大幅に低減できることが確
認されている。の反応性に関しては、エポキシ基を有す
るオルガノポリシロキサンの場合、エポキシ化合物／フ
ェノール樹脂硬化剤に対し非常に良好な反応性を有して
おり、通常のエポキシ樹脂と同等の反応性を有している
と考えられる。樹脂組成物の硬化物の強度が向上し、耐
半田クラック性の向上に効果がある。アルコキシシリル
アルキレン基を有するオルガノポリシロキサンの場合、
無機充填材に対し反応性が高いためカップリング剤とし
て作用し、無機充填材を含む樹脂組成物の硬化物の強度
が向上し、耐半田クラック性の向上に効果がある。エポ
キシ基とアルコキシシリルアルキレン基を有するオルガ
ノポリシロキサンの場合、両方の官能基の効果が発現
し、同様に強度が向上し、耐半田クラック性が向上す
る。
表面張力が小さいという効果による表面疎水化効果、及
び エポキシ化合物／フェノール樹脂硬化剤や、無機充
填材に対する非常に良好な反応性の２つの機能を有して
いると考えられる。の表面疎水化効果によって、無機充
填材の表面の表面張力を小さくし、無機充填材の表面と
エポキシ化合物／フェノール樹脂硬化剤とのなじみを改
善でき、成形品中のボイドを大幅に低減できることが確
認されている。の反応性に関しては、エポキシ基を有す
るオルガノポリシロキサンの場合、エポキシ化合物／フ
ェノール樹脂硬化剤に対し非常に良好な反応性を有して
おり、通常のエポキシ樹脂と同等の反応性を有している
と考えられる。樹脂組成物の硬化物の強度が向上し、耐
半田クラック性の向上に効果がある。アルコキシシリル
アルキレン基を有するオルガノポリシロキサンの場合、
無機充填材に対し反応性が高いためカップリング剤とし
て作用し、無機充填材を含む樹脂組成物の硬化物の強度
が向上し、耐半田クラック性の向上に効果がある。エポ
キシ基とアルコキシシリルアルキレン基を有するオルガ
ノポリシロキサンの場合、両方の官能基の効果が発現
し、同様に強度が向上し、耐半田クラック性が向上す
る。
【００１３】特公平２−３６１４８号公報に示されてい
るポリアルキレンエーテル含有のオルガノポリシロキサ
ンの場合、確かにエポキシ化合物／フェノール樹脂硬化
剤と無機充填材とのなじみ改善により、ボイドはある程
度減少するが、この構造のオルガノポリシロキサンの場
合、分子はα−ヘリックス構造となるために分子中に導
入されているエポキシ基のような官能基は、分子の外側
を向くことはない。従って、このようなオルガノポリシ
ロキサンは、エポキシ化合物／フェノール樹脂硬化剤と
高い反応性を期待することはできない。そのため、樹脂
組成物中に添加された場合、可塑剤のように単に混和し
て存在しているために、樹脂組成物の硬化物の強度を大
幅に低下させる。その結果、このようなオルガノポリシ
ロキサンを含有した樹脂組成物で封止された半導体装置
は、耐半田クラック性に劣り、低ボイド性と良好な耐半
田クラック性は両立しない。本発明の添加剤Ａを用いた
樹脂組成物の場合、樹脂成分、及び無機充填材との高い
反応性があるために、むしろ樹脂組成物の硬化物の強度
は向上し、結果として耐半田クラック性も大幅に向上
し、低ボイド性と良好な耐半田クラック性の両立が可能
である。
るポリアルキレンエーテル含有のオルガノポリシロキサ
ンの場合、確かにエポキシ化合物／フェノール樹脂硬化
剤と無機充填材とのなじみ改善により、ボイドはある程
度減少するが、この構造のオルガノポリシロキサンの場
合、分子はα−ヘリックス構造となるために分子中に導
入されているエポキシ基のような官能基は、分子の外側
を向くことはない。従って、このようなオルガノポリシ
ロキサンは、エポキシ化合物／フェノール樹脂硬化剤と
高い反応性を期待することはできない。そのため、樹脂
組成物中に添加された場合、可塑剤のように単に混和し
て存在しているために、樹脂組成物の硬化物の強度を大
幅に低下させる。その結果、このようなオルガノポリシ
ロキサンを含有した樹脂組成物で封止された半導体装置
は、耐半田クラック性に劣り、低ボイド性と良好な耐半
田クラック性は両立しない。本発明の添加剤Ａを用いた
樹脂組成物の場合、樹脂成分、及び無機充填材との高い
反応性があるために、むしろ樹脂組成物の硬化物の強度
は向上し、結果として耐半田クラック性も大幅に向上
し、低ボイド性と良好な耐半田クラック性の両立が可能
である。
【００１４】本発明で用いる式（１）で示されるオルガ
ノポリシロキサンは、以下の条件を満足させるものが好
ましい。Ｒ1の一価炭化水素基としては、例えば、メチ
ル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、フェニル
基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル
基等のアラルキル基、クロロメチル基等が挙げられる。
なお、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基
が工業的には安価に入手しやすく、好ましい。Ｒ2の一
価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、
プロピル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基等の
アリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル
基、クロロメチル基等が挙げられる。なお、メチル基、
エチル基、プロピル基等のアルキル基が工業的には安価
に入手しやすく、好ましい。Ｒ3のエポキシ基含有有機
基としては、例えば、グリシドキシエチル基、グリシド
キシプロピル基、グリシドキシブチル基、３，４−エポ
キシシクロヘキシルエチル基、３，４−エポキシシクロ
ヘキシルプロピル基、３，４−エポキシノルボルネニル
エチル基である。なお、グリシドキシプロピル基、３，
４−エポキシシクロヘキシルエチル基が工業的には安価
に入手しやすく、好ましい。Ｒ4のアルコキシシリルア
ルキレン基としては、例えば、トリメトキシシリルエチ
ル基、トリエトキシシリルエチル基、メチルジメトキシ
シリルエチル基等が挙げられる。なお、トリメトキシシ
リルエチル基、トリエトキシシリルエチル基等が工業的
には安価に入手しやすく、好ましい。
ノポリシロキサンは、以下の条件を満足させるものが好
ましい。Ｒ1の一価炭化水素基としては、例えば、メチ
ル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、フェニル
基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル
基等のアラルキル基、クロロメチル基等が挙げられる。
なお、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基
が工業的には安価に入手しやすく、好ましい。Ｒ2の一
価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、
プロピル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基等の
アリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル
基、クロロメチル基等が挙げられる。なお、メチル基、
エチル基、プロピル基等のアルキル基が工業的には安価
に入手しやすく、好ましい。Ｒ3のエポキシ基含有有機
基としては、例えば、グリシドキシエチル基、グリシド
キシプロピル基、グリシドキシブチル基、３，４−エポ
キシシクロヘキシルエチル基、３，４−エポキシシクロ
ヘキシルプロピル基、３，４−エポキシノルボルネニル
エチル基である。なお、グリシドキシプロピル基、３，
４−エポキシシクロヘキシルエチル基が工業的には安価
に入手しやすく、好ましい。Ｒ4のアルコキシシリルア
ルキレン基としては、例えば、トリメトキシシリルエチ
ル基、トリエトキシシリルエチル基、メチルジメトキシ
シリルエチル基等が挙げられる。なお、トリメトキシシ
リルエチル基、トリエトキシシリルエチル基等が工業的
には安価に入手しやすく、好ましい。
【００１５】式（１）中のａ、ｂ又はｃは、０又は正数
であり、ｄは正数であり、ａ／ｄは０〜４の数であり、
（ｂ＋ｃ）／ｄは０．０５〜４の数であり、且つ（ａ＋
ｂ＋ｃ）／ｄは０．２〜４の数である。これらは、Ｑユ
ニット１個に対してＭユニットは４個を越えるものでは
ない。４個を越えると、未反応物が残るために強度の低
下が起こる。即ち、ａ，ｂ，ｃ又はｄの範囲から外れた
数のオルガノポリシロキサンを樹脂組成物に適用した場
合、硬化物の強度の低下により耐半田クラック性が低下
する。又、エポキシ基含有有機基又はアルコキシシリル
アルキレン基を有する１官能性シロキサンユニット（Ｒ
3Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）b又は（Ｒ4Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）cは、
４官能性シロキサンユニット（Ｑユニット）１個に対し
て、最低でも０．０５個存在していないと、エポキシ化
合物／フェノール樹脂硬化剤や、無機充填材との反応性
が低く、硬化物の強度が低下し、耐半田クラック性が劣
る。
であり、ｄは正数であり、ａ／ｄは０〜４の数であり、
（ｂ＋ｃ）／ｄは０．０５〜４の数であり、且つ（ａ＋
ｂ＋ｃ）／ｄは０．２〜４の数である。これらは、Ｑユ
ニット１個に対してＭユニットは４個を越えるものでは
ない。４個を越えると、未反応物が残るために強度の低
下が起こる。即ち、ａ，ｂ，ｃ又はｄの範囲から外れた
数のオルガノポリシロキサンを樹脂組成物に適用した場
合、硬化物の強度の低下により耐半田クラック性が低下
する。又、エポキシ基含有有機基又はアルコキシシリル
アルキレン基を有する１官能性シロキサンユニット（Ｒ
3Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）b又は（Ｒ4Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）cは、
４官能性シロキサンユニット（Ｑユニット）１個に対し
て、最低でも０．０５個存在していないと、エポキシ化
合物／フェノール樹脂硬化剤や、無機充填材との反応性
が低く、硬化物の強度が低下し、耐半田クラック性が劣
る。
【００１６】本発明の式（１）で示されるＭユニット、
Ｑユニットからなるオルガノポリシロキサンにおいて、
エポキシ基含有有機基及び／又はアルコキシシリルアル
キレン基を有するオルガノポリシロキサンの合成方法に
関しては、特開平５−１０５７５８号公報に従うものと
する。本発明で用いる式（１）のオルガノポリシロキサ
ンの配合量は、全樹脂組成物中に０．０１〜５重量％が
好ましい。０．０１重量％未満だと表面処理剤としての
添加効果が小さく、ボイドの低減効果も小さい。５重量
％を越えると硬化物の吸湿率が増加して、耐半田クラッ
ク性が著しく低下する。式（１）のオルガノポリシロキ
サンの樹脂組成物への添加方法については特に限定しな
い。
Ｑユニットからなるオルガノポリシロキサンにおいて、
エポキシ基含有有機基及び／又はアルコキシシリルアル
キレン基を有するオルガノポリシロキサンの合成方法に
関しては、特開平５−１０５７５８号公報に従うものと
する。本発明で用いる式（１）のオルガノポリシロキサ
ンの配合量は、全樹脂組成物中に０．０１〜５重量％が
好ましい。０．０１重量％未満だと表面処理剤としての
添加効果が小さく、ボイドの低減効果も小さい。５重量
％を越えると硬化物の吸湿率が増加して、耐半田クラッ
ク性が著しく低下する。式（１）のオルガノポリシロキ
サンの樹脂組成物への添加方法については特に限定しな
い。
【００１７】本発明の樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｅ）成
分を必須成分とするが、これ以外に必要に応じて、シラ
ンカップリング剤や、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アン
チモン、ヘキサブロムベンゼン等の難燃剤、カーボンブ
ラック、ベンガラ等の着色剤、離型剤等種々の添加剤を
適宜配合しても差し支えない。又、本発明の樹脂組成物
は、（Ａ）〜（Ｅ）成分、及びその他の添加剤をミキサ
ー等を用いて十分に均一に混合した後、更に熱ロール又
はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して製造するこ
とができる。これらの樹脂組成物は、電子部品或いは電
気部品の封止、被覆、絶縁等に適用することができる。
分を必須成分とするが、これ以外に必要に応じて、シラ
ンカップリング剤や、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アン
チモン、ヘキサブロムベンゼン等の難燃剤、カーボンブ
ラック、ベンガラ等の着色剤、離型剤等種々の添加剤を
適宜配合しても差し支えない。又、本発明の樹脂組成物
は、（Ａ）〜（Ｅ）成分、及びその他の添加剤をミキサ
ー等を用いて十分に均一に混合した後、更に熱ロール又
はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して製造するこ
とができる。これらの樹脂組成物は、電子部品或いは電
気部品の封止、被覆、絶縁等に適用することができる。
【００１８】
【実施例】以下に本発明を実施例で示す。配合割合は重
量部とする。 実施例１ ビフェニル型エポキシ化合物（油化シェルエポキシ（株）・製ＹＸ４０００Ｈ 、融点１０５℃、エポキシ当量１９５） ８．８０重量部 フェノールアラルキル樹脂（三井東圧化学（株）・製ＸＬ−２２５−ＬＬ、水 酸基当量１７５） ８．２０重量部 １，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、ＤＢＵという ） ０．２０重量部 球状シリカ ７９．８０重量部 オルガノポリシロキサンＳ−１ ０．２０重量部 臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂 １．００重量部 三酸化アンチモン １．００重量部 カーボンブラック ０．３０重量部 カルナバワックス ０．５０重量部 をミキサーを用いて常温で混合し、５０〜１３０℃で二
軸ロールを用いて混練し、冷却後粉砕し、タブレット化
して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物を以下に示す方
法で評価した。結果を表３に示す。オルガノポリシロキ
サンＳ−１の構造は表１に示す。オルガノポリシロキサ
ンの基本構造の式（１）は前述した通りである。表１中
の官能基の構造は式（Ａ−１）に示す。
量部とする。 実施例１ ビフェニル型エポキシ化合物（油化シェルエポキシ（株）・製ＹＸ４０００Ｈ 、融点１０５℃、エポキシ当量１９５） ８．８０重量部 フェノールアラルキル樹脂（三井東圧化学（株）・製ＸＬ−２２５−ＬＬ、水 酸基当量１７５） ８．２０重量部 １，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、ＤＢＵという ） ０．２０重量部 球状シリカ ７９．８０重量部 オルガノポリシロキサンＳ−１ ０．２０重量部 臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂 １．００重量部 三酸化アンチモン １．００重量部 カーボンブラック ０．３０重量部 カルナバワックス ０．５０重量部 をミキサーを用いて常温で混合し、５０〜１３０℃で二
軸ロールを用いて混練し、冷却後粉砕し、タブレット化
して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物を以下に示す方
法で評価した。結果を表３に示す。オルガノポリシロキ
サンＳ−１の構造は表１に示す。オルガノポリシロキサ
ンの基本構造の式（１）は前述した通りである。表１中
の官能基の構造は式（Ａ−１）に示す。
【００１９】評価方法 ボイド：上記の樹脂組成物を低圧トランスファー成形金
型を用いて１６０ｐＱＦＰ成形テストを行った。成形温
度１７５℃、圧力７０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間１２０秒
で成形したパッケージのボイドを超音波探傷機を用いて
観察し、○、△、×の３段階で評価した。 耐半田クラック性：上記の樹脂組成物を低圧トランスフ
ァー成形金型を用いて成形温度１７５℃、圧力７０ｋｇ
／ｃｍ2、硬化時間１２０秒で８０ｐＱＦＰ（１．５ｍ
ｍ厚、チップサイズ９×９ｍｍ）のパッケージを成形
し、１７５℃、８時間の後硬化を行い、８個のパッケー
ジを得た。このパッケージを８５℃、相対湿度６０％の
恒温恒湿槽内に１６８時間放置した後、２４０℃のＩＲ
リフロー処理を行った。処理後のパッケージ内部の剥離
を超音波探傷機を用いて観察し、８個のパッケージ中の
クラックの発生しているパッケージの個数で耐半田クラ
ック性を評価した。
型を用いて１６０ｐＱＦＰ成形テストを行った。成形温
度１７５℃、圧力７０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間１２０秒
で成形したパッケージのボイドを超音波探傷機を用いて
観察し、○、△、×の３段階で評価した。 耐半田クラック性：上記の樹脂組成物を低圧トランスフ
ァー成形金型を用いて成形温度１７５℃、圧力７０ｋｇ
／ｃｍ2、硬化時間１２０秒で８０ｐＱＦＰ（１．５ｍ
ｍ厚、チップサイズ９×９ｍｍ）のパッケージを成形
し、１７５℃、８時間の後硬化を行い、８個のパッケー
ジを得た。このパッケージを８５℃、相対湿度６０％の
恒温恒湿槽内に１６８時間放置した後、２４０℃のＩＲ
リフロー処理を行った。処理後のパッケージ内部の剥離
を超音波探傷機を用いて観察し、８個のパッケージ中の
クラックの発生しているパッケージの個数で耐半田クラ
ック性を評価した。
【００２０】実施例２〜１９、比較例１〜７ 表３〜表５に示した配合で、実施例１と同様に樹脂組成
物を作製し、実施例１と同様にして評価した。結果を表
３〜表５に示す。実施例２〜１９、比較例１〜７に用い
たオルガノポリシロキサンの構造は表１、表２に示す。
オルガノポリシロキサンの基本構造の式（１）は前述し
た通りである。又、表１、表２中の官能基の構造（式
（Ａ−１）、式（Ａ−２）、式（Ｂ−１）、式（Ｂ−
２））、表４、表５中のエポキシ樹脂の構造（式（２）
〜式（５））、表４中のフェノール樹脂硬化剤の構造
（式（６）、式（７））、及び表５中のオルガノポリシ
ロキサンの構造（式（Ｓ−１６））を以下に示す。
物を作製し、実施例１と同様にして評価した。結果を表
３〜表５に示す。実施例２〜１９、比較例１〜７に用い
たオルガノポリシロキサンの構造は表１、表２に示す。
オルガノポリシロキサンの基本構造の式（１）は前述し
た通りである。又、表１、表２中の官能基の構造（式
（Ａ−１）、式（Ａ−２）、式（Ｂ−１）、式（Ｂ−
２））、表４、表５中のエポキシ樹脂の構造（式（２）
〜式（５））、表４中のフェノール樹脂硬化剤の構造
（式（６）、式（７））、及び表５中のオルガノポリシ
ロキサンの構造（式（Ｓ−１６））を以下に示す。
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】
【表５】
【００２５】
【化３】
【００２６】
【化４】
【００２７】
【化５】
【００２８】
【化６】
【００２９】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物を用いることによ
り、ボイドが少なく、耐半田クラック性に優れた信頼性
の高い半導体装置を得ることができる。
り、ボイドが少なく、耐半田クラック性に優れた信頼性
の高い半導体装置を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 （Ａ）融点６０℃以上の結晶性エポキシ
化合物、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）硬化促進
剤、（Ｄ）無機充填材、及び（Ｅ）式（１）で示される
１官能性シロキサンユニット（Ｍユニット）と４官能性
シロキサンユニット（Ｑユニット）からなるオルガノポ
リシロキサンであって、該オルガノポリシロキサンがエ
ポキシ基含有有機基及び／又はアルコキシシリルアルキ
レン基を有するオルガノポリシロキサンであることを特
徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 （式中、Ｍユニット：（Ｒ2Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）a、（Ｒ3
Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）b、（Ｒ4Ｒ1Ｒ1ＳｉＯ1/2）c Ｑユニット：（ＳｉＯ4/2）d Ｒ1は一価炭化水素基、Ｒ2は一価炭化水素基又は水素原
子、Ｒ3はエポキシ基含有有機基、Ｒ4はアルコキシシリ
ルアルキレン基。ａ、ｂ又はｃは、０又は正数であり、
ｄは正数であり、ａ／ｄは０〜４の数であり、（ｂ＋
ｃ）／ｄは０．０５〜４の数であり、且つ（ａ＋ｂ＋
ｃ）／ｄは０．２〜４の数である。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3870097A JPH10237273A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3870097A JPH10237273A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10237273A true JPH10237273A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=12532599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3870097A Pending JPH10237273A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10237273A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003012767A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | 硬化性エポキシ樹脂組成物 |
| JP2006257115A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Dow Corning Toray Co Ltd | 硬化性シリコーン組成物および電子部品 |
| JP2009270001A (ja) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Nitto Denko Corp | 半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 |
-
1997
- 1997-02-24 JP JP3870097A patent/JPH10237273A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003012767A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | 硬化性エポキシ樹脂組成物 |
| EP1408083A1 (en) * | 2001-06-29 | 2004-04-14 | Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. | Curable epoxy resin composition |
| EP1408083A4 (en) * | 2001-06-29 | 2004-11-10 | Dow Corning Toray Silicone | CURABLE EPOXIDE RESIN COMPOSITION |
| JP2006257115A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Dow Corning Toray Co Ltd | 硬化性シリコーン組成物および電子部品 |
| JP2009270001A (ja) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Nitto Denko Corp | 半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040224 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040629 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |