JPH107770A - エポキシ樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及びその製造方法Info
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- JPH107770A JPH107770A JP16766096A JP16766096A JPH107770A JP H107770 A JPH107770 A JP H107770A JP 16766096 A JP16766096 A JP 16766096A JP 16766096 A JP16766096 A JP 16766096A JP H107770 A JPH107770 A JP H107770A
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Abstract
性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびその
製造方法を提供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂(a)、分子内に少なくと
も1個のフェノール性水酸基を有するモノマレイミド化
合物(b)、有機リン化合物(c)、無機充填材(d)
を必須成分とするエポキシ樹脂組成物、特に好ましくは
70〜120℃での予備混練によりモノマレイミド化合
物(b)が三量化した成型時の低収縮化に効果のあるス
ピロ環と熱的に安定な5員環構造から成るイミド環含有
フェノール樹脂が材料中で生成することを特徴とするエ
ポキシ樹脂組成物の半導体パッケージは半田耐熱性に優
れる。
Description
表面実装化における、半田耐熱性に優れた半導体封止用
エポキシ樹脂組成物及びその製造方法に関するものであ
る。
回路などの電子部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、
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をフェノールノボラッ
ク樹脂で硬化させ、充填材として溶融シリカ、結晶シリ
カ等の無機充填材を配合したエポキシ樹脂組成物が用い
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D
IPタイプから表面実装化された小型、薄型のQFP、
SOP、SOJ、TSOP、TQFP、PLCCに変わ
ってきている。
に封入することになるため、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低下などの問題が
大きくクローズアップされている。特に半田付け工程に
おいて、急激に200℃以上の高温にさらされることに
より、パッケージの割れ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った問題がでてきている。こ
れら問題を解決する方法として、特開平3−7724号
公報によれば、エポキシ樹脂組成物にポリイミドやビス
マレイミドなどのイミド骨格を有する樹脂を配合すると
半田耐熱性が向上すると記載されているが、ポリイミド
やビスマレイミドはエポキシ樹脂との相溶性が悪いため
成形性が悪く、半田耐熱性も不十分である。
ドロキシフェニルマレイミド/ブチルアクリレート共重
合体(数平均分子量約3万)を用いると破壊靱性値が向
上することが報告されている(松本明博、日本接着学会
誌,29,453(1993))。しかし、この硬化剤
は分子量が大きいため成形時の流動性が悪く、この硬化
剤を用いたエポキシ樹脂組成物の半田耐熱性も不十分で
ある。パッケージの薄型化、チップの大型化が急速に進
んでおり、半田耐熱性や耐湿性が優れた信頼性の高い半
導体封止用エポキシ樹脂組成物の開発が望まれている。
を考慮し、実装時における半導体パッケージの半田耐熱
性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びその製
造方法を提供するものである。
では克服できなかった半田耐熱性に優れた半導体封止用
エポキシ樹脂組成物を得んと鋭意検討を進めた結果、
エポキシ樹脂(a)、分子内に少なくとも1個のフェノ
ール性水酸基を有するモノマレイミド化合物(b)、有
機リン化合物(c)、無機充填材(d)を必須成分とす
るエポキシ樹脂組成物、特に好ましくは70〜120℃
で溶融混練することにより式[1]に示す様に、モノマ
レイミド化合物(b)が三量化した成型時の低収縮化に
効果のあるスピロ環と熱的に安定な5員環構造から成る
イミド環含有フェノール樹脂が材料中で生成することを
特徴とするエポキシ樹脂組成物から成る半導体パッケー
ジが優れた半田耐熱性を有することを見出し本発明を完
成するに至った。即ち、本発明は、エポキシ樹脂
(a)、分子内に少なくとも1個のフェノール性水酸基
を有するモノマレイミド化合物(b)、有機リン化合物
(c)、無機充填材(d)を必須成分とするエポキシ樹
脂組成物である。
(a)は、エポキシ基を2個以上有する化合物あるいは
ポリマー全般を用いることができる。具体的には、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、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、ビフェニル型エポキ
シ化合物、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、アルキ
ル変性トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペ
ンタジエン変性エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂など
が挙げられるが、特にクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂、ビフェニル型エポキシ化合物、トリフェニルメタ
ン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性エポキシ
樹脂が好ましい。これらエポキシ樹脂は単独でも2種以
上混合して用いてもよい。
個のフェノール性水酸基を有するモノマレイミド化合物
(b)は、特に制限されるものではなく、分子量が18
9〜500の低分子化合物の他、500以上のオリゴマ
ーも使用することができる。オリゴマーを用いる場合は
マレイミド基とフェノール性水酸基とが異なった分子末
端にあることが好ましい。特に好ましいのモノマレイミ
ド化合物(b)は、p−ヒドロキシフェニルマレイミ
ド、m−ヒドロキシフェニルマレイミド、o−ヒドロキ
シフェニルマレイミドである。これらマレイミド化合物
は、市販品を用いても対応するフェノール性水酸基を有
するアミノ化合物を無水マレイン酸と反応させてイミド
化したものを用いてもよい。
は、フェノール樹脂硬化のエポキシ樹脂組成物で使用さ
れる各種の硬化促進剤が適用できる。具体的には、トリ
フェニルホスフィンやトリブチルホスフィンなどのホス
フィン類、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニル
ボレート塩、テトラブチルホスホニウムテトラフェニル
ボレート塩、テトラフェニルホスホニウムテトラブチル
ボレート塩、テトラブチルホスホニウムテトラブチルボ
レート塩などのホスホニウム塩などが挙げられるが、溶
融混練時のマレイミドの三量化反応のし易さなどからト
リフェニルホスフィンが特に好ましい。
シ樹脂100重量部に対して、0.2〜10重量部であ
ることが好ましい。0.2重量部未満では、マレイミド
化合物の三量化やエポキシ基とフェノール性水酸基との
反応が不十分となり、半田耐熱性が不満足なものとなる
傾向にある。一方、10重量部を越えると、低温でもエ
ポキシ基とフェノール性水酸基との反応が進行し、保存
安定性が低下する傾向にある。
シリカ、球状シリカ、結晶シリカ、二次凝集シリカ、多
孔質シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、マイ
カ、ガラス繊維などが挙げられ、特に球状シリカ、及び
溶融シリカと球状シリカとの混合物が好ましい。また、
無機充填材の配合量としては、耐半田ストレス性から総
エポキシ樹脂組成物量に対して70〜90重量%が好ま
しい。無機充填材量が70重量%未満だと低熱膨張化、
低吸水化が得られず、耐半田ストレス性が不充分となる
傾向にある。また、無機充填材量が90重量%を越える
と高粘度化による半導体パッケージ中のダイパッド、金
線ワイヤーのずれなどの不都合が生じる傾向にある。
してフェノール樹脂(e)を併用することができる。併
用するフェノール樹脂としては、フェノール性水酸基を
2個以上有する化合物あるいはポリマー全般を用いるこ
とができる。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、パラキシリレン変性フェノール樹
脂、ジシクロペンタジエ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な
どが挙げられ、併用するフェノール樹脂は1種でも2種
以上でもよい。
少なくとも1個のフェノール性水酸基を有するモノマレ
イミド化合物(b)の割合は、総フェノール樹脂に対し
て10重量%以上であることが好ましい。10重量%未
満では、半田耐熱性を向上させる効果が不充分となる傾
向にある。エポキシ樹脂とフェノール樹脂との配合量と
しては、分子内に少なくとも1個のフェノール性水酸基
を有するモノマレイミド化合物(b)を含む総フェノー
ル樹脂の水酸基数とエポキシ樹脂のエポキシ基数とを合
わせることが望ましい。
樹脂(a)、分子内に少なくとも1個のフェノール性水
酸基を有するモノマレイミド化合物(b)、有機リン化
合物(c)、無機充填材(d)を必須成分とするが、こ
れ以外に必要に応じて、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、3ーアミノプロピルトリエトキシシラ
ン、3ーメルカプトプロピルトリメトキシシランなどの
シランカップリング剤、ブロム化エポキシ樹脂、ヘキサ
ブロムベンゼン、三酸化アンチモンなどの難燃剤、カー
ボンブラック、ベンガラなどの着色剤、天然ワックス、
合成ワックスなどの離型剤及びシリコーンオイル、ゴム
などの低応力剤など、種々の添加剤を配合することがで
きる。
を成形材料として製造するには、エポキシ樹脂(a)、
分子内に少なくとも1個のフェノール性水酸基を有する
モノマレイミド化合物(b)、有機リン化合物(c)、
無機充填材(d)、その他添加剤をミキサーなどによっ
て十分に均一に混合した後、更に熱ロール又はニーダー
などで70℃〜120℃で溶融混練することが好まし
い。この溶融混練によりモノマレイミド化合物(b)が
三量化した成型時の低収縮化に効果のあるスピロ環と熱
的に安定な5員環構造から成るイミド環含有フェノール
樹脂が材料中で生成する。
が三量化し、スピロ環構造を有するイミド環含有フェノ
ール樹脂が生成していることは、13C−NMRスペクト
ルで確認できる。即ち、この三量化によって生成するス
ピロ結合を有する5員環構造ではメチレン炭素が30p
pm付近に、メチン炭素が48及び52ppm付近に、
さらにスピロ結合の四級炭素が54ppm付近に認めら
れることから確認できる(S.Shibahara, T.Enoki, T.Ya
mamoto, J.Motoyosiya, S.Hayashi: Polym.J.,投稿
中)。この溶融混練した組成物を冷却後粉砕して封止材
料とすることができる。これら成形材料は、電気部品あ
るいは電子部品であるトランジスタ、集積回路などの被
覆、絶縁、封止などに適用することができる。
るが、本発明はこれらにより何ら制限を受けるものでは
ない。
2軸ロールにより混練し、冷却後粉砕して成形材料とし
た。この成形材料を重水素化したジメチルスルホキシド
で抽出し、13C−NMRスペクトルを測定した。その結
果、30、48、51、53ppmのシグナルが認めら
れ、マレイミドが三量化してスピロ結合を有するイミド
環含有フェノール樹脂が生成していることを確認した。
得られた成形材料をタブレット化し、低圧トランスファ
ー成形機にて175℃、2分の条件で半田耐湿性試験用
として3×6mmのチップを16pSOPに封止し、半
田耐熱試験用として6×6mmのチップを52pQFP
に封止した。この封止したテスト用素子を175℃、8
時間後硬化し、下記の半田耐湿性試験および半田耐熱性
試験を行った。
85℃、85%RHの環境下で72時間処理し、その後
260℃の半田槽に10秒間浸漬後プレッシャークッカ
ー試験(125℃、100%RH)を行い回路のオープ
ン不良を測定した。 半田耐熱性試験:封止したテスト用素子を、85℃、8
5%RHの環境下で120時間処理し、その後260℃
の半田槽に10秒間浸漬した後、顕微鏡で外部クラック
を観察した。クラック発生数/総数で表した。 試験結果を表1に示す。
って配合し、実施例1と同様にして成形材料を得た。こ
の成形材料で試験用の封止した成形品を得、この成形品
を用いて実施例1と同様に半田耐湿性試験及び半田耐熱
性試験を行った。試験結果を表1及び表2に示す。な
お、実施例1以外で用いたエポキシ樹脂およびフェノー
ル樹脂硬化剤は以下の通りである。
し、実施例1と同様にして成形材料を得た。これら成形
材料で試験用の封止した成形品を得、この成形品を用い
て実施例1と同様に半田耐湿性試験及び半田耐熱性試験
を行った。試験結果を表3に示す。
物は、実装時における半導体パッケージの半田耐熱性に
優れ、且つ耐湿性に優れる。
Claims (5)
- 【請求項1】 エポキシ樹脂(a)、分子内に少なくと
も1個のフェノール性水酸基を有するモノマレイミド化
合物(b)、有機リン化合物(c)、無機充填材(d)
を必須成分とするエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項2】 70℃〜120℃で溶融混練することに
より分子内に少なくとも1個のフェノール性水酸基を有
するモノマレイミド化合物(b)が三量化したスピロ環
構造を有するイミド環含有フェノール樹脂が生成する請
求項1記載のエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項3】 分子内に少なくとも1個のフェノール性
水酸基を有するモノマレイミド化合物がヒドロキシフェ
ニルマレイミドである請求項1又は2記載のエポキシ樹
脂組成物。 - 【請求項4】 分子内に少なくとも1個のフェノール性
水酸基を有するモノマレイミド化合物(b)とフェノー
ル樹脂(e)との重量比が100:0から10:90で
ある請求項1、2又は3記載のエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項5】 エポキシ樹脂(a)、分子内に少なくと
も1個のフェノール性水酸基を有するモノマレイミド化
合物(b)、有機リン化合物(c)、無機充填材(d)
を必須成分とする組成物を、70℃〜120℃で溶融混
練することにより材料中でモノマレイミド化合物(b)
が三量化してスピロ環構造を有するイミド環含有フェノ
ール樹脂を生成させる請求項2、3又は4記載のエポキ
シ樹脂組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16766096A JPH107770A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | エポキシ樹脂組成物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16766096A JPH107770A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | エポキシ樹脂組成物及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH107770A true JPH107770A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=15853877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16766096A Pending JPH107770A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | エポキシ樹脂組成物及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH107770A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001192435A (ja) * | 2000-01-06 | 2001-07-17 | Sumitomo Chem Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
TWI483440B (zh) * | 2007-06-20 | 2015-05-01 | Siemens Ag | 半導體材料及有機整流二極體 |
JP2016023195A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | 日本化薬株式会社 | 硬化性マレイミド樹脂、硬化性樹脂組成物およびその硬化物 |
JP2018100233A (ja) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | Dic株式会社 | 水酸基含有マレイミド化合物 |
-
1996
- 1996-06-27 JP JP16766096A patent/JPH107770A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001192435A (ja) * | 2000-01-06 | 2001-07-17 | Sumitomo Chem Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
TWI483440B (zh) * | 2007-06-20 | 2015-05-01 | Siemens Ag | 半導體材料及有機整流二極體 |
JP2016023195A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | 日本化薬株式会社 | 硬化性マレイミド樹脂、硬化性樹脂組成物およびその硬化物 |
JP2018100233A (ja) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | Dic株式会社 | 水酸基含有マレイミド化合物 |
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A521 | Written amendment |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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