JPH10310630A - エポキシ樹脂組成物および半導体封止装置 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物および半導体封止装置

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JPH10310630A
JPH10310630A JP9137589A JP13758997A JPH10310630A JP H10310630 A JPH10310630 A JP H10310630A JP 9137589 A JP9137589 A JP 9137589A JP 13758997 A JP13758997 A JP 13758997A JP H10310630 A JPH10310630 A JP H10310630A
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JP
Japan
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epoxy resin
group
silica powder
epoxy
resin composition
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JP9137589A
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English (en)
Inventor
Masanori Okamoto
正法 岡本
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Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形性、半田耐熱性に優れ、吸湿による影響
が少なく、電極の腐蝕による断線や水分によるリーク電
流の発生を低減するエポキシ樹脂組成物及び半導体封止
装置を提供する。 【解決手段】 (A)アラルキル骨格含有エポキシ樹
脂、(B)フェノール樹脂、(C)エポキシ基又はアミ
ノ基を含有するシランカップリング剤、(D)最大粒径
100 μm以下の溶融シリカ粉末および(E)硬化促進剤
を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して前記(D)
の溶融シリカ粉末を25〜92重量%の割合で含有してなる
エポキシ樹脂組成物であり、またこの組成物の硬化物に
よって、半導体チップが封止されてなる半導体封止装置
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐湿性、半田耐熱
性、成形性に優れたエポキシ樹脂組成物および半導体封
止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の分野において、
高集積化、高信頼性化の技術開発と同時に半導体装置の
実装工程の自動化が推進されている。例えばフラットパ
ッケージ型の半導体装置を回路基板に取り付ける場合
に、従来、リードピン毎に半田付けを行っていたが、最
近では半田浸漬方式や半田リフロー方式が採用されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のノボラック型エ
ポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノール
樹脂および高充填無機質充填剤からなる樹脂組成物によ
って封止した半導体装置は、装置全体の半田浴浸漬を行
うと耐湿性が低下するという欠点があった。特に吸湿し
た半導体装置を浸漬すると、封止樹脂と半導体チップ、
あるいは封止樹脂とリードフレームの間の剥がれや、内
部樹脂クラックが生じて著しい耐湿性劣化を起こし、電
極の腐蝕による断線や水分によるリーク電流を生じ、そ
の結果、半導体装置は、長期間の信頼性を保証すること
ができないという欠点があった。
【0004】また、次式化5で表されるビフェニル型エ
ポキシ樹脂は、低粘度であるため、無機質充填剤の高充
填化に適しているが、硬化性などの成形性が悪いという
欠点があった。
【0005】
【化5】
【0006】本発明は、上記の欠点を解消するためにな
されたもので、吸湿の影響が少なく、特に半田浴浸漬後
の耐湿性、半田耐熱性、成形性、流動性に優れ、封止樹
脂と半導体ップあるいは封止樹脂とリードフレームとの
剥がれや内部樹脂クラックの発生がなく、また電極の腐
蝕による断線や水分によるリーク電流の発生もなく、長
期信頼性を保証できるエポキシ樹脂組成物および半導体
封止装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、特定のエポキシ
樹脂、特定のシランカップリング剤を用いることによっ
て、耐湿性、半田耐熱性、成形性等に優れた樹脂組成物
が得られることを見いだし、本発明を完成したものであ
る。
【0008】即ち、本発明は、(A)次の一般式に示さ
れるエポキシ樹脂、
【0009】
【化6】 (但し、式中nは0 又は1 以上の整数を表す) (B)フェノール樹脂、(C)次の一般式で示されるエ
ポキシ基又はアミノ基を有するシランカップリング剤、
【0010】
【化7】R1 −Cn 2n−Si(OR2 3 (但し、式中R1 はエポキシ基又はアミノ基を有する原
子団を、R2 はメチル基又はエチル基を、nは0 又は1
以上の整数をそれぞれ表す) (D)最大粒径が100 μm以下の溶融シリカ粉末および
(E)硬化促進剤を必須成分とし、全体の樹脂組成物に
対して前記(D)の溶融シリカ粉末を25〜92重量%の割
合で含有してなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物
である。また、このエポキシ樹脂組成物の硬化物によっ
て、半導体チップが封止されてなることを特徴とする半
導体封止装置である。
【0011】以下、本発明を詳細に説明する。
【0012】本発明に用いる(A)エポキシ樹脂は、前
記化6で示されるものが使用される。また、このエポキ
シ樹脂には、ノボラック系エポキシ樹脂、エピビス系エ
ポキシ樹脂、その他の一般の公知のエポキシ樹脂を併用
することができる。
【0013】本発明に用いる(B)フェノール樹脂とし
ては、前記(A)のエポキシ樹脂のエポキシ基と反応し
得るフェノール性水酸基を分子中に 2個以上有するもの
であれば特に制限されるものではない。具体的な化合物
として、例えば、
【0014】
【化8】 (但し、nは 0又は 1以上の整数を表す)
【0015】
【化9】 (但し、nは 0又は 1以上の整数を表す)
【0016】
【化10】 (但し、nは 0又は 1以上の整数を表す)
【0017】
【化11】 (但し、nは 0又は 1以上の整数を表す)
【0018】
【化12】 (但し、nは 0又は 1以上の整数を表す)等が挙げら
れ、これらは単独又は 2種以上混合して使用することが
できる。
【0019】本発明に用いる(C)エポキシ基又はアミ
ノ基を有するシランカップリング剤としては、前記の一
般式化7で示されるものが使用される。具体的なものと
しては、例えば、
【0020】
【化13】
【0021】
【化14】
【0022】
【化15】H2 N−C3 6 Si(OCH3 3 等が挙げられ、これらは単独又は混合して使用すること
ができる。
【0023】本発明に用いる(D)最大粒径が100 μm
以下の溶融シリカ粉末としては、不純物濃度が低く、平
均粒径30μm以下のものが使用される。平均粒径30μm
を超えると耐湿性および成形性が劣り好ましくない。溶
融シリカ粉末の配合割合は、全体の樹脂組成物に対して
25〜92重量%含有するように配合することが好ましい。
その割合が25重量%未満では樹脂組成物の吸湿性が高
く、半田浸漬後の耐湿性に劣り、また92重量%を超える
と極端に流動性が悪くなり、成形性に劣り好ましくな
い。これらの溶融シリカ粉末に、シランカップリング剤
を添加し、直ちにヘンシェルミキサー、スーパーミキサ
ー等で処理を行うと均一に表面処理ができ、その効果が
十分に発揮できる。
【0024】本発明に用いる(E)硬化促進剤として
は、リン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、D
BU系硬化促進剤、その他の硬化促進剤等を広く使用す
ることができる。これらは単独又は 2種以上併用するこ
とができる。硬化促進剤の配合割合は、全体の樹脂組成
物に対して 0.01 〜5 重量%含有するように配合するこ
とが望ましい。その割合が 0.01 重量%未満では樹脂組
成物のゲルタイムが長く、硬化特性も悪くなり、また、
5 重量%を超えると極端に流動性が悪くなって成形性に
劣り、さらに電気特性も悪くなり耐湿性に劣り好ましく
ない。
【0025】本発明のエポキシ樹脂組成物は、前述した
特定のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、特定のシランカ
ップリング剤、最大粒径が100 μm以下の溶融シリカ粉
末および硬化促進剤を必須成分とするが、本発明の目的
に反しない限度において、また必要に応じて、例えば天
然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、
酸アミド、エステル類、パラフィン等の離型剤、三酸化
アンチモン等の難燃剤、カーボンブラック等の着色剤、
ゴム系やシリコーン系の低応力付与剤等を適宜添加配合
することができる。
【0026】本発明のエポキシ樹脂組成物を成形材料と
して調製する場合の一般的方法は、最大粒径が100 μm
以下の溶融シリカ粉末に特定のシランカップリング剤を
加えて表面処理し、前述した特定のエポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、シランカップリング剤を処理した溶融シリ
カ粉末および硬化促進剤、その他の成分を配合し、ミキ
サー等によって十分均一に混合した後、さらに熱ロール
による溶融混合処理またはニーダ等による混合処理を行
い、次いで冷却固化させ適当な大きさに粉砕して成形材
料とすることができる。こうして得られた成形材料は、
半導体装置をはじめとする電子部品或いは電気部品の封
止、被覆、絶縁等に適用すれば優れた特性と信頼性を付
与させることができる。
【0027】また、本発明の半導体封止装置は、上述の
成形材料を用いて半導体チップを封止することにより容
易に製造することができる。封止を行う半導体チップと
しては、例えば集積回路、大規模集積回路、トランジス
タ、サイリスタ、ダイオード等で特に限定されるもので
はない。封止の最も一般的な方法としては、低圧トラン
スファー成形法があるが、射出成形、圧縮成形、注形等
による封止も可能である。成形材料で封止後加熱して硬
化させ、最終的にはこの硬化物によって封止された半導
体封止装置が得られる。加熱による硬化は、150 ℃以上
に加熱して硬化させることが望ましい。
【0028】
【作用】本発明のエポキシ樹脂組成物および半導体封止
装置は、前述した特定のエポキシ樹脂とフェノール樹
脂、特定のシランカップリング剤、溶融シリカ粉末およ
び硬化促進剤を用いることによって、樹脂組成物の吸水
性を低減し、成形性、流動性、熱機械的特性と低応力性
が向上し、半田浸漬、半田リフロー後の樹脂クラックの
発生がなくなり、耐湿性劣化が少なくなるものである。
【0029】
【発明の実施の形態】次に本発明を実施例によって説明
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。以下の実施例および比較例において「%」
とは「重量%」を意味する。
【0030】実施例1 溶融シリカ粉末(最大粒径100 μm以下)84.0%をヘン
シルミキサーに入れ、攪拌しながら前述した化13のシ
ランカップリング剤 0.4%を加えて、上記のシリカ粉末
の表面処理をした。
【0031】次に下記の構造式で示されるアラルキル骨
格含有エポキシ樹脂 7.1%、
【0032】
【化16】 テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂 1.5%、
前記の化8のフェノール樹脂 1.2%、前記の化8のフェ
ノール樹脂 2.9%、トリフェニルホスフィン 0.2%、カ
ルナバワックス類 0.4%、カーボンブラック 0.3%、お
よび三酸化アンチモン 2.0%を常温で混合し、さらに70
〜100 ℃で混練冷却した後、粉砕して成形材料(A)を
製造した。
【0033】実施例2 溶融シリカ粉末(最大粒径100 μm以下)84.0%をヘン
シルミキサーに入れ、攪拌しながら前述した化13のシ
ランカップリング剤 0.4%を加えて、上記のシリカ粉末
の表面処理をした。
【0034】次に前述した化16のアラルキル骨格含有
エポキシ樹脂 7.1%、テトラブロモビスフェノールA型
エポキシ樹脂 1.5%、前記の化7のフェノール樹脂 1.2
%、前記の化10のフェノール樹脂 2.9%、トリフェニ
ルホスフィン 0.2%、カルナバワックス類 0.4%、カー
ボンブラック 0.3%、および三酸化アンチモン 2.0%を
常温で混合し、さらに70〜100 ℃で混練冷却した後、粉
砕して成形材料(B)を製造した。
【0035】実施例3 溶融シリカ粉末(最大粒径100 μm以下)84.0%をヘン
シルミキサーに入れ、攪拌しながら前述した化14のシ
ランカップリング剤 0.4%を加えて、上記のシリカ粉末
の表面処理をした。
【0036】次に化16のアラルキル骨格含有エポキシ
樹脂 7.1%、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ
樹脂 1.5%、前記の化7のフェノール樹脂 1.2%、前記
の化9のフェノール樹脂 2.9%、トリフェニルホスフィ
ン 0.2%、カルナバワックス類 0.4%、カーボンブラッ
ク 0.3%、および三酸化アンチモン 2.0%を常温で混合
し、さらに70〜100 ℃で混練冷却した後、粉砕して成形
材料(C)を製造した。
【0037】比較例1 溶融シリカ粉末(最大粒径100 μm以下)80.0%をヘン
シルミキサーに入れ、攪拌しながら前述した化13のシ
ランカップリング剤 0.4%を加えて、上記のシリカ粉末
の表面処理をした。
【0038】次に、テトラブロモビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂 2.0%、o-クレゾールノボラックエポキシ樹
脂8.1 %、前記の化8のフェノール樹脂 2.0%、前記の
化9のフェノール樹脂 4.6%、トリフェニルホスフィン
0.2%、カルナバワックス類0.4%、カーボンブラック
0.3%、および三酸化アンチモン 2.0%を常温で混合
し、さらに70〜100 ℃で混練冷却した後、粉砕して成形
材料(D)を製造した。 比較例2 溶融シリカ粉末(最大粒径100 μm以下)84.0%をヘン
シルミキサーに入れ、攪拌しながら前述した化13のシ
ランカップリング剤 0.4%を加えて、上記のシリカ粉末
の表面処理をした。
【0039】次に、テトラブロモビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂 1.5%、ビフェニル型エポキシ樹脂6.2 %、
前記の化8のフェノール樹脂 1.5%、前記の化9のフェ
ノール樹脂 3.5%、トリフェニルホスフィン 0.2%、カ
ルナバワックス類 0.4%、カーボンブラック 0.3%、お
よび三酸化アンチモン 2.0%を常温で混合し、さらに70
〜100 ℃で混練冷却した後、粉砕して成形材料(E)を
製造した。
【0040】こうして製造した成形材料(A)〜(E)
を用いて170 ℃に加熱した金型内にトランスファー注
入、半導体チップを封止し硬化させて半導体封止装置を
製造した。これらの半導体封止装置について、諸試験を
行ったのでその結果を表1に示したが、本発明のエポキ
シ樹脂組成物および半導体封止装置は、耐湿性、半田耐
熱性、成形性に優れており、本発明の顕著な効果を確認
することができた。
【0041】
【表1】 *1 :EMMI−I−66に準じて175 ℃におけるスパ
イラルフローを測定した。 *2 :高化式フロー粘度を175 ℃において測定した。 *3 :175 ℃,80kg/cm2 ,2 分間のトランスファ
ー成形して成形品(試験片)をつくり、175 ℃,8 時間
の後硬化を行い、JIS−K−6911に準じて試験し
た。 *4 :*3 と同様な成形品を作り、175 ℃,8 時間の後
硬化を行い、適当な大きさの試験片とし、熱機械分析装
置を用いて測定した。 *5 :*6 : 5.3× 5.3mmチップをVQFP(12×12
× 1.4mm厚)パッケージに納め、成形材料を用いて17
5 ℃,2 分間トランスファー成形した後、175 ℃,8 時
間の後硬化を行った。こうして得た半導体封止装置を85
℃,85%,48時間の吸湿処理した後、増加した重量によ
って計算した。また、これをエアーリフローマシン(M
ax 240℃)に通し、外部および内部クラックの有無を
調査した。 *7 :175 ℃での連続成形を行った。 ○印…200 ショ
ットで問題なし、△印…200 ショット未満で硬化不良、
×印…100 ショット未満で硬化不良。
【0042】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明のエポキシ樹脂組成物および半導体封止装置
は、耐湿性、半田耐熱性、成形性に優れ、また、薄型パ
ッケージ等の充填性にも優れ、吸湿による影響が少な
く、電極の腐食による断線や水分によるリーク電流の発
生等を著しく低減することができ、しかも長期間にわた
って信頼性を保証することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 23/31

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)次の一般式に示されるエポキシ樹
    脂、 【化1】 (但し、式中nは0 又は1 以上の整数を表す) (B)フェノール樹脂、(C)次の一般式で示されるエ
    ポキシ基又はアミノ基を有するシランカップリング剤、 【化2】R1 −Cn 2n−Si(OR2 3 (但し、式中R1 はエポキシ基又はアミノ基を有する原
    子団を、R2 はメチル基又はエチル基を、nは0 又は1
    以上の整数をそれぞれ表す) (D)最大粒径100 μm以下の溶融シリカ粉末および
    (E)硬化促進剤を必須成分とし、全体の樹脂組成物に
    対して前記(D)の溶融シリカ粉末を25〜92重量%の割
    合で含有してなることを特徴とするエポキシ樹脂組成
    物。
  2. 【請求項2】(A)次の一般式に示されるエポキシ樹
    脂、 【化3】 (但し、式中nは0 又は1 以上の整数を表す) (B)フェノール樹脂、(C)次の一般式で示されるエ
    ポキシ基又はアミノ基を有するシランカップリング剤、 【化4】R1 −Cn 2n−Si(OR2 3 (但し、式中R1 はエポキシ基又はアミノ基を有する原
    子団を、R2 はメチル基又はエチル基を、nは0 又は1
    以上の整数をそれぞれ表す) (D)最大粒径が100 μm以下の溶融シリカ粉末および
    (E)硬化促進剤を必須成分とし、全体の樹脂組成物に
    対して前記(D)の溶融シリカ粉末を25〜92重量%の割
    合で含有したエポキシ樹脂組成物の硬化物によって、半
    導体チップが封止されてなることを特徴とする半導体封
    止装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002128869A (ja) * 2000-10-24 2002-05-09 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2002161128A (ja) * 2000-11-28 2002-06-04 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP4639460B2 (ja) * 2000-11-08 2011-02-23 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

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002128869A (ja) * 2000-10-24 2002-05-09 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP4639460B2 (ja) * 2000-11-08 2011-02-23 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
JP2002161128A (ja) * 2000-11-28 2002-06-04 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

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