JPH10287726A - 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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- JPH10287726A JPH10287726A JP9575297A JP9575297A JPH10287726A JP H10287726 A JPH10287726 A JP H10287726A JP 9575297 A JP9575297 A JP 9575297A JP 9575297 A JP9575297 A JP 9575297A JP H10287726 A JPH10287726 A JP H10287726A
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- epoxy resin
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- package
- epoxy
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- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＢＧＡ型の半導体パッケージにおけるパッケ
ージの反りが極めて小さく、また、封止時におけるワイ
ヤー流れの少ない、更に半導体装置の信頼性として、半
田熱処理後もしくは半田処理後のプレッシャークッカー
テスト時における信頼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こと。 【解決手段】 式（１）で示されるエポキシ基を有する
芳香族化合物を総エポキシ樹脂中に対して３０〜１００
重量％含むエポキシ樹脂、式（２）で示されるフェノー
ル性水酸基を有する芳香族化合物を総フェノール樹脂中
に３０〜１００重量％含むフェノール樹脂、無機充填
材、及び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。 【化１】 【化２】
ージの反りが極めて小さく、また、封止時におけるワイ
ヤー流れの少ない、更に半導体装置の信頼性として、半
田熱処理後もしくは半田処理後のプレッシャークッカー
テスト時における信頼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こと。 【解決手段】 式（１）で示されるエポキシ基を有する
芳香族化合物を総エポキシ樹脂中に対して３０〜１００
重量％含むエポキシ樹脂、式（２）で示されるフェノー
ル性水酸基を有する芳香族化合物を総フェノール樹脂中
に３０〜１００重量％含むフェノール樹脂、無機充填
材、及び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。 【化１】 【化２】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
ボールグリッドアレイ（以下ＢＧＡという）型パッケー
ジにおける反り、信頼性、成形作業性等に優れる半導体
封止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
ボールグリッドアレイ（以下ＢＧＡという）型パッケー
ジにおける反り、信頼性、成形作業性等に優れる半導体
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】従来トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ等の半
導体素子は、セラミックパッケージあるいはプラスチッ
クパッケージ等により封止され半導体装置化されている
のが主流である。上記セラミックパッケージは、構成材
料そのものが耐熱性を有し、また、透湿性が小さく中空
パッケージであるため、耐熱性、耐湿性に優れた封止が
可能である。しかし、構成材料がプラスチックス等より
高価であることと、半導体パッケージの生産時に量産性
に劣る欠点を有している。従って、半導体パッケージの
中でもコスト、量産性に優れるプラスチックパッケージ
を用いた樹脂封止が、一部の特別な信頼性を必要とする
高級品を除いて主流となっている。このような樹脂封止
のプラスチックパッケージには、従来よりエポキシ樹脂
組成物が使用されているが、開発当初からの改良、改善
等の信頼性性能向上により、半導体業界での良好は評価
を受けている。しかしながら、半導体分野での技術革新
は止まるところを知らず、集積度の向上とともに設計ル
ールの微細化や素子サイズの大形化が進み、反面、実装
密度向上のため、パッケージサイズの小形化と薄型化が
進むことから、封止材料には益々信頼性の向上が要求さ
れている。また、半導体パッケージの実装方法も、従来
の挿入実装から、より実装密度の向上が得られる表面実
装へ移行していることから、実装時の半田付け時におけ
る熱衝撃による半田クラック、及びそれに伴う耐湿性等
の信頼性の低下が問題になっている。
導体素子は、セラミックパッケージあるいはプラスチッ
クパッケージ等により封止され半導体装置化されている
のが主流である。上記セラミックパッケージは、構成材
料そのものが耐熱性を有し、また、透湿性が小さく中空
パッケージであるため、耐熱性、耐湿性に優れた封止が
可能である。しかし、構成材料がプラスチックス等より
高価であることと、半導体パッケージの生産時に量産性
に劣る欠点を有している。従って、半導体パッケージの
中でもコスト、量産性に優れるプラスチックパッケージ
を用いた樹脂封止が、一部の特別な信頼性を必要とする
高級品を除いて主流となっている。このような樹脂封止
のプラスチックパッケージには、従来よりエポキシ樹脂
組成物が使用されているが、開発当初からの改良、改善
等の信頼性性能向上により、半導体業界での良好は評価
を受けている。しかしながら、半導体分野での技術革新
は止まるところを知らず、集積度の向上とともに設計ル
ールの微細化や素子サイズの大形化が進み、反面、実装
密度向上のため、パッケージサイズの小形化と薄型化が
進むことから、封止材料には益々信頼性の向上が要求さ
れている。また、半導体パッケージの実装方法も、従来
の挿入実装から、より実装密度の向上が得られる表面実
装へ移行していることから、実装時の半田付け時におけ
る熱衝撃による半田クラック、及びそれに伴う耐湿性等
の信頼性の低下が問題になっている。
【０００３】一方、更に半導体パッケージの実装密度を
向上させる方法として、一般的に主流として使用されて
いるＱＦＰタイプに代わる半導体パッケージの開発が急
がれてきた。先にも述べたように半導体の集積度が増す
ことによりＱＦＰは更なる多ピン化が進み、ピン間が益
々狭くなり、ピン径が小さくなることから、回路基板へ
の実装の歩留まりや平滑性に対して益々厳しくなってい
る。一般的には３００ピン程度が限界であるといわれて
いる。これに対して、これらの問題を解決するためにＱ
ＦＰに代わる新しいタイプのパッケージとしてＢＧＡ型
のパッケージが開発された。ＢＧＡ型の半導体パッケー
ジとはマレイミドトリアジン樹脂等の基板に半導体チッ
プを搭載し、基板のチップが搭載されている側のみを有
機封止樹脂で封止するタイプである。パッケージ外との
導通に対しては、予め基板中に配線を施し、基板表面上
の配線されたＢＧＡを通して行われる。従って、ボール
間の間隔は同じピン数のＱＦＰのピン間に対して充分な
間隔が得られる。よって、回路基板への実装時の歩留ま
りを大幅に向上させることができる。従来、ＢＧＡ型の
パッケージには加工性の平易さから液状樹脂の使用され
てきたが、最近は量産性に優れるトランスファモールド
用のエポキシ樹脂組成物への移行が進みつつある。
向上させる方法として、一般的に主流として使用されて
いるＱＦＰタイプに代わる半導体パッケージの開発が急
がれてきた。先にも述べたように半導体の集積度が増す
ことによりＱＦＰは更なる多ピン化が進み、ピン間が益
々狭くなり、ピン径が小さくなることから、回路基板へ
の実装の歩留まりや平滑性に対して益々厳しくなってい
る。一般的には３００ピン程度が限界であるといわれて
いる。これに対して、これらの問題を解決するためにＱ
ＦＰに代わる新しいタイプのパッケージとしてＢＧＡ型
のパッケージが開発された。ＢＧＡ型の半導体パッケー
ジとはマレイミドトリアジン樹脂等の基板に半導体チッ
プを搭載し、基板のチップが搭載されている側のみを有
機封止樹脂で封止するタイプである。パッケージ外との
導通に対しては、予め基板中に配線を施し、基板表面上
の配線されたＢＧＡを通して行われる。従って、ボール
間の間隔は同じピン数のＱＦＰのピン間に対して充分な
間隔が得られる。よって、回路基板への実装時の歩留ま
りを大幅に向上させることができる。従来、ＢＧＡ型の
パッケージには加工性の平易さから液状樹脂の使用され
てきたが、最近は量産性に優れるトランスファモールド
用のエポキシ樹脂組成物への移行が進みつつある。
【０００４】但し、このＢＧＡ型の半導体パッケージに
対してもいくつかの問題がある。まず、基板に対して封
止用エポキシ樹脂組成物を片面に封止するため、封止材
料と基板との線膨張率のミスマッチにより成形、冷却後
にパッケージの反りが生ずる。これによりパッケージの
平滑性が低下し、実装時に支障をきたす。また、基板と
封止材料の密着性も重要な要因であり、密着性が低下す
るとデバイス使用時に水分の浸入により信頼性の低下を
招く。更に多ボールのＢＧＡは構造上、パッケージ内の
金ワイヤーを長く張る必要があり、封止時にワイヤーが
流れ、ワイヤー同士の接触による導通不良が問題にな
る。従って、このような問題に適する封止用エポキシ樹
脂組成物の開発が望まれている。
対してもいくつかの問題がある。まず、基板に対して封
止用エポキシ樹脂組成物を片面に封止するため、封止材
料と基板との線膨張率のミスマッチにより成形、冷却後
にパッケージの反りが生ずる。これによりパッケージの
平滑性が低下し、実装時に支障をきたす。また、基板と
封止材料の密着性も重要な要因であり、密着性が低下す
るとデバイス使用時に水分の浸入により信頼性の低下を
招く。更に多ボールのＢＧＡは構造上、パッケージ内の
金ワイヤーを長く張る必要があり、封止時にワイヤーが
流れ、ワイヤー同士の接触による導通不良が問題にな
る。従って、このような問題に適する封止用エポキシ樹
脂組成物の開発が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な問
題に対して、ＢＧＡ型の半導体パッケージにおけるパッ
ケージの反りが極めて小さく、また、封止時におけるワ
イヤー流れの少ない、更に半導体装置の信頼性として、
半田熱処理後もしくは半田処理後のプレッシャークッカ
ーテスト時における信頼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。
題に対して、ＢＧＡ型の半導体パッケージにおけるパッ
ケージの反りが極めて小さく、また、封止時におけるワ
イヤー流れの少ない、更に半導体装置の信頼性として、
半田熱処理後もしくは半田処理後のプレッシャークッカ
ーテスト時における信頼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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）式
（１）で示されるエポキシ基を有する芳香族化合物を総
エポキシ樹脂中に３０〜１００重量％含むエポキシ樹
脂、
（１）で示されるエポキシ基を有する芳香族化合物を総
エポキシ樹脂中に３０〜１００重量％含むエポキシ樹
脂、
【化４】 （式中のＲは水素、ハロゲン類、アルキル基の中から選
択される同一もしくは異なる原子または基）（Ｂ）式
（２）で示されるフェノール性水酸基を有する芳香族化
合物を総フェノール樹脂中に３０〜１００重量％含むフ
ェノール樹脂、
択される同一もしくは異なる原子または基）（Ｂ）式
（２）で示されるフェノール性水酸基を有する芳香族化
合物を総フェノール樹脂中に３０〜１００重量％含むフ
ェノール樹脂、
【化５】 （式中のＲは水素、ハロゲン類、アルキル基の中から選
択される同一もしくは異なる原子または基）（Ｃ）無機
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、Ｂ
ＧＡ型の半導体パッケージにおけるパッケージの反りが
極めて小さく、また、封止時におけるワイヤー流れが少
なく、更に半導体装置の信頼性として、半田熱処理後及
びその後のプレッシャークッカーテスト時における信頼
性を著しく向上させたものである。
択される同一もしくは異なる原子または基）（Ｃ）無機
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、Ｂ
ＧＡ型の半導体パッケージにおけるパッケージの反りが
極めて小さく、また、封止時におけるワイヤー流れが少
なく、更に半導体装置の信頼性として、半田熱処理後及
びその後のプレッシャークッカーテスト時における信頼
性を著しく向上させたものである。
【０００７】式（１）の分子構造で示される芳香族エポ
キシ化合物は、ハイドロキノン類をグリシジルエーテル
化することにより得られる１分子中に２個のエポキシ基
を有する２官能性エポキシ化合物で、従来の多官能性エ
ポキシ樹脂化合物に比べ溶融粘度が低くトランスファー
成形時の流動性に優れる。従って、組成物中の無機充填
材を多く配合することができ、ＢＧＡ型パッケージの基
板と同様な低熱膨張化（線膨張係数：１．１〜１．３×
１０-5／℃程度）が図られ、ＢＧＡ型パッケージの成形
後の反りを極めて小さくすることができる。また、この
エポキシ化合物は、溶融粘度が低いことから成形時にお
けるワイヤー流れの低減と封止材料と基板との密着性の
向上にも有効である。
キシ化合物は、ハイドロキノン類をグリシジルエーテル
化することにより得られる１分子中に２個のエポキシ基
を有する２官能性エポキシ化合物で、従来の多官能性エ
ポキシ樹脂化合物に比べ溶融粘度が低くトランスファー
成形時の流動性に優れる。従って、組成物中の無機充填
材を多く配合することができ、ＢＧＡ型パッケージの基
板と同様な低熱膨張化（線膨張係数：１．１〜１．３×
１０-5／℃程度）が図られ、ＢＧＡ型パッケージの成形
後の反りを極めて小さくすることができる。また、この
エポキシ化合物は、溶融粘度が低いことから成形時にお
けるワイヤー流れの低減と封止材料と基板との密着性の
向上にも有効である。
【０００８】この式（１）で示されるエポキシ化合物の
使用量はこれを調節することにより先のＢＧＡ型パッケ
ージにおける特性に対して最大限の性能を引き出すこと
ができる。反りおよび信頼性への効果を引き出すために
は、式（１）で示されるエポキシ化合物を総エポキシ樹
脂量の３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上の使
用が望ましい。３０重量％未満だと無機充填材の充填量
を多くできず、熱膨張係数が基板と食い違いパッケージ
の反りが大きくなってしまう。また、トランスファー成
形時のワイヤー流れ性や半田熱処理やその後の耐湿信頼
性が低下してしまう。更に式中のＲはアルキル基、特に
メチル基が望ましい。元来ハイドロキノン類のエポキシ
化合物は反応性に富むことから上記の基による適度な立
体障害により反応性をコントロールすることが望まし
い。
使用量はこれを調節することにより先のＢＧＡ型パッケ
ージにおける特性に対して最大限の性能を引き出すこと
ができる。反りおよび信頼性への効果を引き出すために
は、式（１）で示されるエポキシ化合物を総エポキシ樹
脂量の３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上の使
用が望ましい。３０重量％未満だと無機充填材の充填量
を多くできず、熱膨張係数が基板と食い違いパッケージ
の反りが大きくなってしまう。また、トランスファー成
形時のワイヤー流れ性や半田熱処理やその後の耐湿信頼
性が低下してしまう。更に式中のＲはアルキル基、特に
メチル基が望ましい。元来ハイドロキノン類のエポキシ
化合物は反応性に富むことから上記の基による適度な立
体障害により反応性をコントロールすることが望まし
い。
【０００９】式（１）で示されるエポキシ基を有する芳
香族エポキシ化合物以外に他のエポキシ樹脂を併用する
場合は、１分子中に少なくとも２個以上のエポキシ基を
有するエポキシ樹脂であればいかなるものであってもよ
く、例えばビスフェノールＡ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、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、
アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂等が挙げられる。特にＢＧＡ型パッケ
ージの反り量を更に低減させるためには、成形収縮率を
小さくできる下記式（３）で示されるトリフェノールメ
タン型エポキシ化合物を用いるのが好ましい。
香族エポキシ化合物以外に他のエポキシ樹脂を併用する
場合は、１分子中に少なくとも２個以上のエポキシ基を
有するエポキシ樹脂であればいかなるものであってもよ
く、例えばビスフェノールＡ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、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、
アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂等が挙げられる。特にＢＧＡ型パッケ
ージの反り量を更に低減させるためには、成形収縮率を
小さくできる下記式（３）で示されるトリフェノールメ
タン型エポキシ化合物を用いるのが好ましい。
【化６】
【００１０】式（２）の分子構造で示されるフェノール
性水酸基を有する芳香族化合物は、１分子中に３個のフ
ェノール性水酸基を有する多官能性硬化剤で、従来のフ
ェノールノボラック型樹脂の硬化剤に比べ高い硬化物の
架橋密度を得ることができる。従って、これを使用する
ことにより高いガラス転移温度と非常に小さい成形収縮
率が得られることから、ＢＧＡ型パッケージにおける反
りの低減に寄与する。また、トリフェノールメタン型フ
ェノール化合物に比べ分子構造中にベンゼン環が導入さ
れていることから適度な低弾性化も図れることからＢＧ
Ａ型パッケージの基板との密着性に対しても良い影響を
与える。
性水酸基を有する芳香族化合物は、１分子中に３個のフ
ェノール性水酸基を有する多官能性硬化剤で、従来のフ
ェノールノボラック型樹脂の硬化剤に比べ高い硬化物の
架橋密度を得ることができる。従って、これを使用する
ことにより高いガラス転移温度と非常に小さい成形収縮
率が得られることから、ＢＧＡ型パッケージにおける反
りの低減に寄与する。また、トリフェノールメタン型フ
ェノール化合物に比べ分子構造中にベンゼン環が導入さ
れていることから適度な低弾性化も図れることからＢＧ
Ａ型パッケージの基板との密着性に対しても良い影響を
与える。
【００１１】この式（２）で示されるフェノール性水酸
基を有する芳香族化合物の使用量はこれを調節すること
により先のＢＧＡ型パッケージにおける特性に対して最
大限の性能を引き出すことができる。反りおよび信頼性
への効果を引き出すためには、式（２）で示されるフェ
ノール化合物を総フェノール樹脂量の３０重量％以上、
好ましくは５０重量％以上の使用が望ましい。３０重量
％未満だとＢＧＡ型パッケージにおける反り量が大きく
なってしまう。また、式中のＲは水素原子が望ましい。
フェノール性水酸基は近傍に導入される基の立体障害を
著しく受けるため、立体障害の影響が極めて少ない水素
原子の導入が望ましい。
基を有する芳香族化合物の使用量はこれを調節すること
により先のＢＧＡ型パッケージにおける特性に対して最
大限の性能を引き出すことができる。反りおよび信頼性
への効果を引き出すためには、式（２）で示されるフェ
ノール化合物を総フェノール樹脂量の３０重量％以上、
好ましくは５０重量％以上の使用が望ましい。３０重量
％未満だとＢＧＡ型パッケージにおける反り量が大きく
なってしまう。また、式中のＲは水素原子が望ましい。
フェノール性水酸基は近傍に導入される基の立体障害を
著しく受けるため、立体障害の影響が極めて少ない水素
原子の導入が望ましい。
【００１２】式（２）で示されるフェノール性水酸基を
有する芳香族化合物以外に他のフェノール性硬化剤を併
用する場合、本発明で用いるフェノール性硬化剤は、１
分子中に少なくとも２個以上の水酸基を有するフェノー
ル樹脂であればいかなるものであってもよく、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、キシリレン
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型フェノール樹脂等が挙げられる。
有する芳香族化合物以外に他のフェノール性硬化剤を併
用する場合、本発明で用いるフェノール性硬化剤は、１
分子中に少なくとも２個以上の水酸基を有するフェノー
ル樹脂であればいかなるものであってもよく、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、キシリレン
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型フェノール樹脂等が挙げられる。
【００１３】本発明で言うエポキシ樹脂とは、１分子中
に少なくとも２個以上のエポキシ基を有するモノマー
（化合物）、オリゴマー及びポリマー全般を含むもので
ある。同様に、本発明で言うフェノール樹脂とは、１分
子中に少なくとも２個以上のフェノール性水酸基を有す
るモノマー（化合物）、オリゴマー及びポリマー全般を
含むものである。以上本発明は、式（１）で示されるエ
ポキシ基を有する芳香族エポキシ化合物と式（２）で示
されるフェノール性水酸基を有する芳香族化合物を組み
合わせることにより、更にＢＧＡ型パッケージにおける
反りの低減、半田熱処理及びその後の耐湿信頼性、成形
時のワイヤー流れの非常に少ない半導体封止用エポキシ
樹脂組成物が得ることができた。
に少なくとも２個以上のエポキシ基を有するモノマー
（化合物）、オリゴマー及びポリマー全般を含むもので
ある。同様に、本発明で言うフェノール樹脂とは、１分
子中に少なくとも２個以上のフェノール性水酸基を有す
るモノマー（化合物）、オリゴマー及びポリマー全般を
含むものである。以上本発明は、式（１）で示されるエ
ポキシ基を有する芳香族エポキシ化合物と式（２）で示
されるフェノール性水酸基を有する芳香族化合物を組み
合わせることにより、更にＢＧＡ型パッケージにおける
反りの低減、半田熱処理及びその後の耐湿信頼性、成形
時のワイヤー流れの非常に少ない半導体封止用エポキシ
樹脂組成物が得ることができた。
【００１４】本発明で用いる無機充填材としては、一般
的に溶融シリカ粉末の中での粉砕シリカ粉末、あるいは
溶射等により球形化した球状シリカ粉末、結晶シリカ粉
末、窒化珪素粉末、窒化アルミ粉末、アルミナ粉末、炭
酸カルシウム粉末、凝集化シリカ粉末、多孔質化シリカ
粉末等が挙げられ、特に溶融シリカでの破砕シリカ粉
末、球状シリカ粉末、あるいは破砕シリカ粉末と球状シ
リカ粉末の適当な混合物を用いるのが好ましい。また、
無機充填材の総エポキシ樹脂組成物量に対する配合量と
しては、ＢＧＡ型パッケージにおける反りの低減を具備
することと耐湿信頼性を向上させることを考えると、８
０〜９０重量％が好ましい。無機充填材の配合量が８０
重量％未満では、得られる硬化物の線膨張率が高く、Ｂ
ＧＡ型パッケージに用いられる基板の線膨張率とのミス
マッチを起こし、パッケージの反りが大きくなってしま
う。また、無機充填材の配合量が９０重量％を越える場
合は、エポキシ樹脂組成物の封入時の高粘度化によりパ
ッケージ内のワイヤ−の流れ等の不都合が生じる。
的に溶融シリカ粉末の中での粉砕シリカ粉末、あるいは
溶射等により球形化した球状シリカ粉末、結晶シリカ粉
末、窒化珪素粉末、窒化アルミ粉末、アルミナ粉末、炭
酸カルシウム粉末、凝集化シリカ粉末、多孔質化シリカ
粉末等が挙げられ、特に溶融シリカでの破砕シリカ粉
末、球状シリカ粉末、あるいは破砕シリカ粉末と球状シ
リカ粉末の適当な混合物を用いるのが好ましい。また、
無機充填材の総エポキシ樹脂組成物量に対する配合量と
しては、ＢＧＡ型パッケージにおける反りの低減を具備
することと耐湿信頼性を向上させることを考えると、８
０〜９０重量％が好ましい。無機充填材の配合量が８０
重量％未満では、得られる硬化物の線膨張率が高く、Ｂ
ＧＡ型パッケージに用いられる基板の線膨張率とのミス
マッチを起こし、パッケージの反りが大きくなってしま
う。また、無機充填材の配合量が９０重量％を越える場
合は、エポキシ樹脂組成物の封入時の高粘度化によりパ
ッケージ内のワイヤ−の流れ等の不都合が生じる。
【００１５】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
よい。一般的に封止材料で用いられているものを広く用
いることができる。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、ジメチルベンジルアミン、２−メチルイミダゾール
等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いてもよ
い。
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
よい。一般的に封止材料で用いられているものを広く用
いることができる。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、ジメチルベンジルアミン、２−メチルイミダゾール
等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いてもよ
い。
【００１６】本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜
（Ｄ）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、カーボンブラック、ベンガラ
等の着色剤、各種ワックス等の離型剤及びシリコーンオ
イル、シリコーンゴム、ポリエチレンゴム等の低応力化
添加剤等、並びに難燃剤としてハロゲン化エポキシ樹脂
を適宜配合しても差し支えない。
（Ｄ）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、カーボンブラック、ベンガラ
等の着色剤、各種ワックス等の離型剤及びシリコーンオ
イル、シリコーンゴム、ポリエチレンゴム等の低応力化
添加剤等、並びに難燃剤としてハロゲン化エポキシ樹脂
を適宜配合しても差し支えない。
【００１７】ハロゲン化エポキシ樹脂は、例えばブロム
化フェノールノボラックエポキシ樹脂、ブロム化ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂等が一般的である。エポキシ
樹脂組成物の成形時の硬化性を保持したければ、官能基
密度の高いブロム化フェノールノボラックエポキシ樹脂
を選択することが好ましく、成形時の流動性を必要な場
合は、粘度の比較的低いブロム化ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂を選択すればよい。また、これらの総エポキ
シ樹脂組成物中の配合量は、１．０〜５．０重量％が好
ましく、１．０重量％未満では、難燃性が得られず、
５．０重量％を越える場合は硬化、離型性等の成形性が
劣化する。
化フェノールノボラックエポキシ樹脂、ブロム化ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂等が一般的である。エポキシ
樹脂組成物の成形時の硬化性を保持したければ、官能基
密度の高いブロム化フェノールノボラックエポキシ樹脂
を選択することが好ましく、成形時の流動性を必要な場
合は、粘度の比較的低いブロム化ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂を選択すればよい。また、これらの総エポキ
シ樹脂組成物中の配合量は、１．０〜５．０重量％が好
ましく、１．０重量％未満では、難燃性が得られず、
５．０重量％を越える場合は硬化、離型性等の成形性が
劣化する。
【００１８】また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物を封止材料として製造するには、以上の各種原材
料をスーパーミキサー等の混合機により充分に均一に混
合した後、熱ロール、またはニーダー等の溶融混練機で
混練し、冷却後粉砕して封止材料とし、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ことができる。
この組成物は一般的には粉末状、またはタブレットとし
て使用される。
組成物を封止材料として製造するには、以上の各種原材
料をスーパーミキサー等の混合機により充分に均一に混
合した後、熱ロール、またはニーダー等の溶融混練機で
混練し、冷却後粉砕して封止材料とし、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ことができる。
この組成物は一般的には粉末状、またはタブレットとし
て使用される。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の実施例及び比較例を示し、具
体的に説明する。 《実施例１》下記組成物を常温においてスーパーミキサ
ーで混合し、７０〜１００℃で２軸ロールにより混練
し、冷却後粉砕して封止材料とした。粉砕して得られた
封止材料は、スパイラルフローを測定し、また、得られ
た封止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℃、７０Ｋｇｆ／ｃｍ2 、１２０秒の条件
にてパッケージ反り量とワイヤー流れ量、半田クラック
試験及び半田耐湿性試験用の３５７ボールＢＧＡ型パッ
ケージ（寸法２２．５×２２．５×厚さ０．８５ｍｍ）
を成形した。測定方法及び評価方法は下記のとおりであ
る。
体的に説明する。 《実施例１》下記組成物を常温においてスーパーミキサ
ーで混合し、７０〜１００℃で２軸ロールにより混練
し、冷却後粉砕して封止材料とした。粉砕して得られた
封止材料は、スパイラルフローを測定し、また、得られ
た封止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℃、７０Ｋｇｆ／ｃｍ2 、１２０秒の条件
にてパッケージ反り量とワイヤー流れ量、半田クラック
試験及び半田耐湿性試験用の３５７ボールＢＧＡ型パッ
ケージ（寸法２２．５×２２．５×厚さ０．８５ｍｍ）
を成形した。測定方法及び評価方法は下記のとおりであ
る。
【００２０】 《エポキシ樹脂組成物の配合》 ・式（４）で示されるエポキシ化合物 （融点１２０℃） ５．２７重量部
【化７】 ・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂 （軟化点５８℃、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ） ２．２６重量部 ・トリフェノールメタン型エポキシ化合物 （融点１２４℃） ０重量部 ・式（５）で示されるフェノール化合物 （融点１５０℃） ３．８３重量部
【化８】 ・フェノールノボラック樹脂 （軟化点８０℃、水酸基当量１０５ｇ／ｅｑ） １．６４重量部 ・溶融球状シリカ粉末Ａ （平均粒子径２０μｍ、２．５ｍ2 ／ｇ） ７９．００重量部 ・溶融球状シリカ粉末Ｂ （平均粒子径０．５μｍ、５．７ｍ2 ／ｇ） ７．００重量部 ・１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７ （ＤＢＵ） ０．２０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
【００２１】《評価方法》 ・スパイラルフローの測定：粉砕して得られた封止材料
を、ＥＭＭＩ−Ｉ−６６に準じた試験用金型を用い、１
７５℃、７０ｋｇｆ／ｃｍ2 、１２０秒の条件でスパイ
ラルフローを測定した。 ・パッケージ反り量の測定：成形した３５７ボールＢＧ
Ａ型パッケージを１７５℃、４時間でポストモールドキ
ュアをした。その後表面粗さ計にて反り量を測定する。
測定する箇所は封止材料側の表面でパッケージの端から
端までプローブを走らす。測定は方向を変えて２カ所測
定し、その平均値とする。 ・ワイヤー流れ量の測定：成形した３５７ボールＢＧＡ
型パッケージを軟Ｘ線透過装置で測定する。各パッケー
ジにおける最大流れ量をそのパッケージにおけるワイヤ
ー流れ量とし、各材料で１０パッケージ観察し、その平
均値とする。流れ量（％）の計算はワイヤーの長さに対
する流れた長さの割合として計算する。 ・半田クラック試験：成形した３５７ボールＢＧＡ型パ
ッケージを１７５℃、４時間でポストモールドキュアを
した。次に８５℃、相対湿度６０％の恒温恒湿槽にて１
６８時間吸湿処理を施したパッケージを２４０℃のＩＲ
リフロー炉で熱処理を施す。熱処理を施したパッケージ
を超音波探傷装置にて不良の有無を観察する。不良は熱
処理前になかったパッケージ内部の界面の剥離、クラッ
クを不良とし、総数は２４パッケージ。 ・半田耐湿性試験：成形した３５７ボールＢＧＡ型パッ
ケージを１７５℃、４時間でポストモールドキュアをし
た。次に８５℃、相対湿度６０％の恒温恒湿槽にて１６
８時間吸湿処理を施したパッケージを２４０℃のＩＲリ
フロー炉で熱処理を施す。その後、プレッシャークッカ
ー試験（１２０℃、相対湿度１００％ＲＨ）を行い、回
路のオープン不良を測定した。総数２４パッケージより
不良率を求め、不良率５０％での時間を平均寿命とし
た。
を、ＥＭＭＩ−Ｉ−６６に準じた試験用金型を用い、１
７５℃、７０ｋｇｆ／ｃｍ2 、１２０秒の条件でスパイ
ラルフローを測定した。 ・パッケージ反り量の測定：成形した３５７ボールＢＧ
Ａ型パッケージを１７５℃、４時間でポストモールドキ
ュアをした。その後表面粗さ計にて反り量を測定する。
測定する箇所は封止材料側の表面でパッケージの端から
端までプローブを走らす。測定は方向を変えて２カ所測
定し、その平均値とする。 ・ワイヤー流れ量の測定：成形した３５７ボールＢＧＡ
型パッケージを軟Ｘ線透過装置で測定する。各パッケー
ジにおける最大流れ量をそのパッケージにおけるワイヤ
ー流れ量とし、各材料で１０パッケージ観察し、その平
均値とする。流れ量（％）の計算はワイヤーの長さに対
する流れた長さの割合として計算する。 ・半田クラック試験：成形した３５７ボールＢＧＡ型パ
ッケージを１７５℃、４時間でポストモールドキュアを
した。次に８５℃、相対湿度６０％の恒温恒湿槽にて１
６８時間吸湿処理を施したパッケージを２４０℃のＩＲ
リフロー炉で熱処理を施す。熱処理を施したパッケージ
を超音波探傷装置にて不良の有無を観察する。不良は熱
処理前になかったパッケージ内部の界面の剥離、クラッ
クを不良とし、総数は２４パッケージ。 ・半田耐湿性試験：成形した３５７ボールＢＧＡ型パッ
ケージを１７５℃、４時間でポストモールドキュアをし
た。次に８５℃、相対湿度６０％の恒温恒湿槽にて１６
８時間吸湿処理を施したパッケージを２４０℃のＩＲリ
フロー炉で熱処理を施す。その後、プレッシャークッカ
ー試験（１２０℃、相対湿度１００％ＲＨ）を行い、回
路のオープン不良を測定した。総数２４パッケージより
不良率を求め、不良率５０％での時間を平均寿命とし
た。
【００２２】以上の試験にて得られた結果を表１に示
す。 《実施例２〜７》表１に示す配合にて同様に封止材料を
作成し、実施例１の方法に準して各試験を行った。試験
結果を表１に示す。
す。 《実施例２〜７》表１に示す配合にて同様に封止材料を
作成し、実施例１の方法に準して各試験を行った。試験
結果を表１に示す。
【表１】
【００２３】《比較例１〜６》表２に示す配合にて同様
に封止材料を作成し、実施例１の方法に準じて各試験を
行った。試験結果を表２に示す。
に封止材料を作成し、実施例１の方法に準じて各試験を
行った。試験結果を表２に示す。
【表２】
【００２４】
【発明の効果】本発明に従うと、エポキシ化合物として
ハイドロキノン類のエポキシ化合物とフェノール性硬化
剤として変性トリスフェノール系硬化剤を併用し使用し
たエポキシ樹脂組成物よりなる封止材料を使用すること
により、ボールグリッドアレイタイプのパッケージにお
けるパッケージの反り及びワイヤー流れの低減、更にパ
ッケージの半田熱処理後の向上が得られるために、信頼
性に優れた半導体装置を市場に提供するすることができ
る。
ハイドロキノン類のエポキシ化合物とフェノール性硬化
剤として変性トリスフェノール系硬化剤を併用し使用し
たエポキシ樹脂組成物よりなる封止材料を使用すること
により、ボールグリッドアレイタイプのパッケージにお
けるパッケージの反り及びワイヤー流れの低減、更にパ
ッケージの半田熱処理後の向上が得られるために、信頼
性に優れた半導体装置を市場に提供するすることができ
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 23/31
Claims (3)
- 【請求項１】 （Ａ）式（１）で示されるエポキシ基を
有する芳香族化合物を総エポキシ樹脂中に対して３０〜
１００重量％含むエポキシ樹脂、 【化１】 （式中のＲは水素、ハロゲン類、アルキル基の中から選
択される同一もしくは異なる原子または基）（Ｂ）式
（２）で示されるフェノール性水酸基を有する芳香族化
合物を総フェノール樹脂中に３０〜１００重量％含むフ
ェノール樹脂、 【化２】 （式中のＲは水素、ハロゲン類、アルキル基の中から選
択される同一もしくは異なる原子または基）（Ｃ）無機
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。 - 【請求項２】 無機充填材の全組成物中の配合量が８０
〜９０重量％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。 - 【請求項３】 式（１）で示されるエポキシ基を有する
芳香族化合物以外のエポキシ基を有する化合物が、式
（３）で示されるエポキシ基を有する化合物である請求
項１又は２記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化３】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9575297A JPH10287726A (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9575297A JPH10287726A (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10287726A true JPH10287726A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14146243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9575297A Pending JPH10287726A (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10287726A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005330475A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-12-02 | Nippon Kayaku Co Ltd | 結晶性エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物およびその硬化物 |
-
1997
- 1997-04-14 JP JP9575297A patent/JPH10287726A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005330475A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-12-02 | Nippon Kayaku Co Ltd | 結晶性エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物およびその硬化物 |
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