JPH1077389A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH1077389A
JPH1077389A JP23112296A JP23112296A JPH1077389A JP H1077389 A JPH1077389 A JP H1077389A JP 23112296 A JP23112296 A JP 23112296A JP 23112296 A JP23112296 A JP 23112296A JP H1077389 A JPH1077389 A JP H1077389A
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JP
Japan
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epoxy resin
epoxy
weight
resin composition
rubber powder
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Pending
Application number
JP23112296A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Sugino
光生 杉野
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種の無機材料との密着性に優れ、耐半田ク
ラック性、耐温度サイクル性、高温保管性に優れた樹脂
組成物を提供すること。 【解決手段】 下記式で示されるエポキシ樹脂を全エポ
キシ樹脂中に30〜100重量%含むエポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、及び粒
径5〜50000nmでカルボキシル基、エポキシ基又
はフェノール性水酸基を含有するアクリロニトリルゴム
粉末であって、該アクリロニトリルゴム粉末を全エポキ
シ樹脂100重量部に対し、0.1〜50重量部添加し
てなるエポキシ樹脂組成物。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
表面実装化における耐半田クラック性、半田耐湿性、半
導体素子やリードフレーム等の無機材料との密着性、成
形性、耐温度サイクル性、高温保管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】従来、ダイオード、トランジスタ、集積
回路等の電子部品は熱硬化性樹脂で封止されており、特
に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れたオルソクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック樹
脂、溶融シリカ、結晶シリカ等の無機充填材を主成分と
するエポキシ樹脂組成物(以下、樹脂組成物という)が
用いられている。ところが、近年、集積回路の高集積化
に伴いチップがだんだん大型化し、かつパッケージは従
来のDIPタイプから表面実装化された小型、薄型のQ
FP、SOP、TSOP、TQFP、PLCCに変わっ
てきている。即ち、大型チップを小型で薄いパッケージ
に封入することになり、熱応力によりクラックが発生
し、これらのクラックによる耐湿性の低下等の問題が大
きくクローズアップされてきている。特に半田付けの工
程において急激に200℃以上の高温にさらされ、パッ
ケージのクラックや樹脂とチップの剥離により耐湿性が
劣化してしまうという問題、又、これらの熱応力等によ
り、硬化した樹脂組成物と無機材料との界面で剥離が生
じる問題点がでてきている。更に、車載用パッケージや
大電流を使用するパッケージにおいては、高温時の安定
性を求められている。従って、これらの問題点を解決
し、前記の要求に適した信頼性の高い樹脂組成物の開発
が望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な問
題点に対して、式(1)のエポキシ樹脂と粒径5〜50
000nmでカルボキシル基、エポキシ基又はフェノー
ル性水酸基を含有するアクリロニトリルゴム粉末を併用
することにより、耐半田クラック性、半田耐湿性、無機
材料との密着性、成形性、耐温度サイクル性、高温保管
性を著しく向上させた半導体封止用樹脂組成物を提供す
るものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】(A)下記式(1)で示
されるエポキシ樹脂を全エポキシ樹脂中に30〜100
重量%含むエポキシ樹脂、(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)
粒径5〜50000nmでカルボキシル基、エポキシ基
又はフェノール性水酸基を含有するアクリロニトリルゴ
ム粉末であって、該アクリロニトリルゴム粉末を全エポ
キシ樹脂100重量部に対し、0.1〜50重量部添加
してなるエポキシ樹脂組成物であり、
【化2】
【0005】従来のエポキシ樹脂組成物に比べ優れた信
頼性として耐半田クラック性と半田処理後の耐湿性を有
するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】式(1)のエポキシ樹脂は、フェ
ノールとジシクロペンタジエンの重付加物である。現
在、樹脂組成物に主に用いられているクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂に比べ、溶融粘度が低いので、無機
充填材の配合を多くすることができる。又、硬化物の弾
性率が、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂に比べて
低いので、内部応力の発生によるクラック及び硬化した
樹脂組成物と無機材料との界面における剥離の防止に対
して効果的である。従って、樹脂組成物の硬化物特性と
して、耐半田クラック性、半田耐湿性、無機材料との密
着性、成形性、耐温度サイクル性が向上する。式中のR
は、水素、ハロゲン、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又は基であるが、好ましいのは水
素である。本発明で用いる式(1)のエポキシ樹脂は、
全エポキシ樹脂中に30〜100重量%が好ましく、3
0重量%未満だと、無機充填材を高充填できず、又硬化
物の弾性率を低くできない。式(1)のエポキシ樹脂と
併用するエポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポ
キシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボ
ラツク型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型樹脂、
トリフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0007】本発明で用いるフェノール樹脂硬化剤は、
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、パラキ
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化合物等が挙げられ、特に
フェノ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、パラ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、及びこれらの混合物が好
ましい。本発明に用いる硬化促進剤は、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く、一般
に封止材料に使用されているものを広く使用することが
できる。例えば1、8−ジアザビシクロウンデセン
(5,4,0)−7、ジメチルベンジルアミンや2−メ
チルイミダゾール等を単独でも併用しても差し支えな
い。本発明で用いる無機充填材としては、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、アルミナ等が挙げられ、特に
球状シリカ粉末、及び溶融シリカ粉末と球状シリカ粉末
との混合物が好ましい。又、無機充填材の配合量として
は、耐半田クラック性から全樹脂組成物中に80〜92
重量%が好ましい。80重量%未満だと耐半田クラック
性が不十分であり、92重量%を越えると流動性が不十
分となる。
【0008】本発明で用いるアクリロニトリルゴム粉末
は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂硬化剤と反応する
カルボキシル基、エポキシ基又はフェノール性水酸基を
含有している。又、粒径は5〜50000nmであり、
5nm未満では海島構造としての応力分散が充分でな
く、50000nmを越えると分散性に劣り、又、ミク
ロ的なストレスが大きくなり、好ましくない。アクリロ
ニトリルゴム粉末の添加量は、全エポキシ樹脂100重
量部に対し0.1〜50重量部が好ましく、0.1重量
部未満では充分な低弾性率が得られず、50重量部を越
えると充分な流動性が得られず、好ましくない。アクリ
ロニトリルゴム粉末は、日本合成ゴム(株)等から市販さ
れており、市場より容易に入手できる。式(1)のエポ
キシ樹脂は、分子中のジシクロペンテン骨格が高い剛直
性を有し、更に分子構造中に網目鎖運動を拘束する大き
な立体障害を有しているから、硬化物のガラス転移温度
が高くなる傾向にある。更にアクリロニトリルゴム粉末
は、従来から用いられているシリコーン系ゴム成分に比
べて、カルボキシル基、エポキシ基又はフェノール性水
酸基を含有していることから、高温安定性に優れてい
る。両者が有する特性の相乗効果として、高温保管性が
向上する。
【0009】本発明の樹脂組成物は、(A)〜(E)の
成分の他、必要に応じてシランカップリング剤、ブロム
化エポキシ樹脂、酸化アンチモン、ヘキサブロモベンゼ
ン等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色
剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型剤及びシリコ
ーンオイル、シリコーンゴム等の低応力添加剤等の種々
の添加剤を適宜配合しても差し支えない。又、本発明の
樹脂組成物を成形材料として製造するには、(A)〜
(E)の成分、その他の添加剤をミキサー等によって充
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、冷却後粉砕して成形材料とすることができ
る。これらの成形材料は電気・電子部品等の被覆、絶
縁、封止等に適用することができる。
【0010】以下本発明を実施例で具体的に説明する。 実施例1 下記組成物 式(2)で示されるエポキシ樹脂(軟化点65℃、エポ
キシ当量247g/eq)
【化3】
【0011】 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬(株) EOCN102 055) 40重量部 アクリロニトリルゴム粉末(日本合成ゴム(株) XER81P、粒径70nm ) 2重量部 フェノールノボラック樹脂(軟化点75℃、水酸基当量105g/eq)(住 友デュレズ(株)) 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) 1重量部 シリカ粉末 650重量部 シランカップリング剤 4重量部 ブロム化エポキシ樹脂(日本化薬(株) BREN) 15重量部 三酸化アンチモン 1重量部 カーボンブラック 2重量部 カルナバワックス 5重量部 各材料を配合し、ヘンシェルミキサーにて常温で混合し
た後、70〜100℃で2軸ロールにより混練し、これ
を冷却後粉砕して成形材料とした。粉砕して得られた成
形材料をタブレット化し、低圧トランスファー成型機に
て175℃、70kg/cm2、120秒の条件で半田
クラック性試験、耐温度サイクル性試験用として9×9
mmのチップを80pQFPに、半田耐湿性試験用とし
て3×6mmのチップを16pSOPに封止した。
【0012】半田クラック性試験:封止したテスト用素
子を85℃、相対湿度60%、168時間の条件で吸湿
させた後、IRリフロー(240℃、10秒)を3回行
い、パッケージクラックの有無を判定。 耐温度サイクル試験:封止したテスト用素子を−65℃
〜150℃で1000サイクル繰り返し、パッケージク
ラックの有無を判定。 半田耐湿性試験:封止したテスト用素子を85℃、相対
湿度85%、48時間の条件で吸湿させた後、IRリフ
ロー(240℃、10秒)を3回行い、プレッシャーク
ッカー試験(125℃、2.2kg/cm2)を行い、
回路のオープン不良を測定し、半田耐湿性平均寿命(時
間)で表した。 密着強度試験:各種のリードフレームと前記成形材料を
175℃、70kg/cm2、120秒の条件で一体成
形し、テンシロン測定機を用いて、リードフレームと成
形材料の硬化物の界面のせん断強度を測定した。各測定
値は百分率で表した。大きな数値がせん断強度が大き
い。 高温保管性試験:16DIPを175℃、70kg/c
2、120秒の条件で、前記成形材料で封止した半導
体装置10個を、185℃の雰囲気中に600時間放置
後、導通不良になる個数で評価した。 評価結果を表1に示す。
【0013】実施例2〜5、比較例1〜5 表1、表2の配合に従って、実施例1と同様にして成形
材料を作成し、実施例1と同様にして評価した。なお、
比較例5で用いたシリコーンゴムは、官能基を有し、粒
径は30μmのものである。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、成形性、各種の
無機材料との密着性に優れ、これを用いて封止した半導
体装置は、耐半田クラック性、耐温度サイクル性、高温
保管性に優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 3/00 NKT C08K 3/00 NKT H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 //(C08L 63/00 33:20)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)下記式(1)で示されるエポキシ樹
    脂を全エポキシ樹脂中に30〜100重量%含むエポキ
    シ樹脂、(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)粒径5〜50000
    nmでカルボキシル基、エポキシ基又はフェノール性水
    酸基を含有するアクリロニトリルゴム粉末であって、該
    アクリロニトリルゴム粉末を全エポキシ樹脂100重量
    部に対し、0.1〜50重量部添加してなることを特徴
    とするエポキシ樹脂組成物。 【化1】
JP23112296A 1996-08-30 1996-08-30 エポキシ樹脂組成物 Pending JPH1077389A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009017247A1 (ja) * 2007-07-30 2009-02-05 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. 絶縁膜形成用重合体、絶縁膜形成用組成物、絶縁膜及びそれを有する電子デバイス

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009017247A1 (ja) * 2007-07-30 2009-02-05 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. 絶縁膜形成用重合体、絶縁膜形成用組成物、絶縁膜及びそれを有する電子デバイス
US8530596B2 (en) 2007-07-30 2013-09-10 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Polymer for forming insulating film, composition for forming insulating film, insulating film, and electronic device having same

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