JPS5981328A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用エポキシ樹脂組成物

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JPS5981328A
JPS5981328A JP19165882A JP19165882A JPS5981328A JP S5981328 A JPS5981328 A JP S5981328A JP 19165882 A JP19165882 A JP 19165882A JP 19165882 A JP19165882 A JP 19165882A JP S5981328 A JPS5981328 A JP S5981328A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin
silicone oil
resin composition
moisture resistance
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Pending
Application number
JP19165882A
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English (en)
Inventor
Saburo Omori
大森 三郎
Takahiro Yoshioka
孝弘 吉岡
Kazuyuki Kuwata
和幸 桑田
Eiji Kihira
紀平 栄嗣
Kazuo Iko
伊香 和夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体装置を封止するためのエポキシ樹脂組
成物に関し、その目的とするところは耐湿性にすぐれた
樹脂封止半導体装置を提供することにある。
最近の半導体装置、たとえばjC,LSI、トランジス
タ、ダイオードなどは、セラミック、キャン封止タイプ
に比べ生産性、価格などの優位性から樹脂封止方式で生
産されている。しかしながら、樹脂封止半導体装置は、
セラミック、キャン封止タイプに比べ耐湿性に劣り半導
体素子の信頼性を低下させることに問題があった。
そこで、樹脂封止半導体装置の耐湿性の不良を防ぐため
の種々の改良検討がなされている。これらの改良法につ
き2.3の例を挙ければ、半導体素子そのものをポリイ
ミド樹脂、シリコーン樹脂などの有機化合物でアンダー
コートしてから樹脂封止する方法、耐湿性の不良原因の
1つとして考えられている封止樹脂中のイオン性不純物
を除去したりあるいは封止樹脂と半導体装置のフレーム
もしくは半導体素子との界面からの水の浸入を防止する
方法などがある。
この発明者らは、耐湿性良好な樹脂封止半導体装置を得
るために封止材料であるエポキシ樹脂組酸物について耐
湿性改良のための検問を行なった結果、特定のエポキシ
樹脂と特定の硬化剤と特定の充填剤とさらに特定のシリ
コーンオイルとを含むものか耐湿特性の改善に非常に好
結果を与えるものであることを見い出し、この発明をな
すに至った。
すなわち、この発明は、a)エポキシ当量250以下で
かつ軟化点が100℃以下のエポキシ樹脂10〜25重
量%と、b)フェノールノボラック樹脂5〜15重量%
と、C)煮沸抽出水の電気伝導度が5μΩ/cm以下て
かつp I−1が6.0〜7.5の範囲となるシリカ粉
末65〜75重量%と、d)粘度500〜50,000
センスストークスのシリコーンオイル05〜5重量%と
を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成
物に係るものである。
この発明においては、上述した3〜d成分を必須成分と
することによって耐湿性良好でしかも封止作業性にすぐ
れるエポキシ樹脂組成物を得ることができるが、−1−
記成分のなかでもとくに重要な成分はd成分つまり前記
特定の粘度を有するシリコーンオイルである。
今日まで、撥水性を有するシリコーン化合物としてシラ
ンカップリン剤を封止樹脂中に混入して、充填剤とエポ
キシ樹脂との親和性や半導体素子に対する密着性の向−
Lを図り、耐湿特性に好結果を得ることはすてに知られ
ている。しかるに、上記のシランカップリンク剤は分子
内に特定の官能基を持った常温で液状のものが(はとん
どであり、このためこれを多量用いると成形時に封止樹
脂の表面に滲出してマーキンクなどの印刷性を損なうな
どの問題かあることから、一般には封止材料全体の約0
2〜0.3重量%程度の使用量に抑える必要かあった。
このため、前記耐湿特性の向上もそれほど期待できるも
のとはいえなかった。
これに対し−この発明では、前記d成分とし7て上記シ
ランカップリンク剤に較へてはるかに粘度の高いシリコ
ーンオイルを用いることを特徴と[。
たものであるため、このシリコーンオイルは成形時の表
面滲出性が低く、したがってシランカップリング剤に較
べて前記多量の添加量とすることができる。そして、か
かるシリコーンオイルにあっても従来公知のシランカッ
プリング剤とそれほど変らないすぐれた密着性向上機能
を有し、上記添加量を多くしうることによってこれ単独
の使用でまた上記シランカップリング剤との併用系で半
導体装置の耐湿特性を大きく改善する。
この発明のa成分としてのエポキシ樹脂としては一1分
子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物、
たと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、タレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹1指などのなかから、そ
のエポキシ当量が250以下でかつ軟化点が100°C
以下のもので好適にはNa、Czその他の不純物をでき
うる限り除いたものが用いられる。
エポキシ当量が250を超えると架橋密度が小さくなり
充分な耐熱性や強度などが得られず、また軟化点が10
0°Cより高くなると流れ性が悪くなって成形性に劣り
、これら欠点は結果的に半導体装置の耐湿特性の低下に
もつながるものである。
この発明のb成分としてのフェノールノボラック樹脂は
、a成分としてのエポキシ樹脂の硬化剤として作用する
ものである。これ以外の硬化剤としてたとえば酸無水物
などが知られているか、かかる硬化剤では離型性に劣り
半導体に対する密着性や表面外観にすぐれる樹脂封止を
困難とするから、この発明の目的には不適当である。
上記フェノールノボラック樹脂は、一般に一フェノール
、クレゾール、キシレノール、クロルフェノール、フェ
ニルフェノール、ビスフェノールAなどの一種または二
種以上の混合物とホルムアルテヒトナいしパラホルムア
ルデヒドとを酸、塩基または中性塩などを触媒として反
応させて得られるものであり、この反応物は半導体素子
に悪影響を与える未反応のモノマーができるだけ除かれ
ていることが望ましい。
この発明のC成分としての充填剤は、封止材料の熱膨張
係数を大きくして封止樹脂とリードフレームなどとの剥
がれ現象を防出し以って耐湿性を向上させるためのもの
であり、この観点から煮沸抽出水の電気伝導度が5μ0
7を以下でかっp I−1が6.0〜75の範囲となる
シリカ粉末を使用する。
このようなシリカ粉末は不純物の少ない高純度品である
ため不純物に起因した耐湿性の低下をきたすことがない
なお、煮沸抽出水の電気伝導度およびpHとは、一般に
、水i o o meに対してシリカ粉末20yを加え
てこれを12 ]、 ’C520時間煮沸したのちの抽
出水の電気伝導度およびpI−1を実I′11)1する
ことによって求められるものである。
この発明のd成分としてのシリコーンオイルは、その粘
度が500〜50,000センデストークス、好適には
10,000〜30,000 セ7チスト−クスの範囲
のものが用いられる。粘度が500センチストークスよ
り低いものでは封止樹脂の外観や表面印刷性を損ない、
逆に50,000センチストークスより高くなると取扱
い性に劣り、いずれも不適当である。
このようなシリコーンオイルとしては、っぎの一般式; (式中、kは水素またはフェニル基、lηは0または1
以上の整数、nは整数でn)mである)で表わされるジ
メチルシロキサンが好ましく用いられる。
この発明において、上述したa −d成分の使用割合は
、組成物全体中a成分て10〜25重量%、l〕酸成分
5〜15重量%、C成分て65〜75重量%、d成分て
0.5〜5重量%とするのが好適である。このうち、と
くにC成分の使用量が65重量%未満になると耐湿性を
大きく損ないまた75重量%を超えると組成物の流れ性
が悪くなる。また、d成分の使用量が0.5重量%未満
ではC成分の場合と同様に耐湿性の改善効果が充分に得
られず一逆に多くなりすきると封止樹脂表面の印刷性を
損なう。d成分の最適使用量は10〜3.0重量%であ
る。
この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、以上
のa 、 d成分のほか、一般に各種アミン、フッ化ホ
ウ素のアミン舵体、イミダゾール類などの硬化促進剤や
カルナバワックス、モンタンワックス、ステアリン酸な
どの離型剤が用いられる。
硬化促進剤および離型剤の使用量はそれぞれ組成物全体
のO]〜1.0重量%程度である。また、必要に応じて
ブロム化エポキシ樹脂の如き有機系難燃剤、各種の無機
系難燃剤、顔料、シランカップリンク剤、変性剤などの
公知の添加剤を配合しても差し支えない。
この発明においては、上述の如き各種の成分を加熱ロー
ルもしくは押出機によって溶融混練するか、あるいは各
成分を微粉砕したのち混合するなどの任意の手段で混純
ないし混合することにより、I」的とする半導体封止用
エポキシ樹脂組成物とするが、この組成物は−・般的に
は粉末状のものとして使用に供される。
すなわち、樹脂封止に当たって、」1記粉末状の組成物
を半導体素子やフレーム上にトランスファー成形するこ
とににす、耐湿性にすぐれまた表面性や機械的強度、耐
熱性などにすぐれる樹脂封止半導体装置を得ることがで
きる。
以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。
実施例 エポキシ当量215、軟化点75°Cのオルソクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂(以下、エポキシ樹脂Aと
いう)、エポキシ当量270の難燃性エポキシ樹脂(以
下、エポキシ樹脂Bという)、フェノール当量105の
フェノールノボラック樹脂、イミダゾール系硬化促進剤
(以下、硬化促進剤Aという)、第三級アミン促進剤(
以下、硬化促進剤Bという)、カルナバワックス(離型
剤)、二酸化アンチモン(M燃剤)、シランカップリン
ク剤、カーボンブラック、煮沸抽出水の電気伝導度が2
.0μΩ/aでかつPFlか6.2であるシリカ粉末−
to、oooセンチストークスのシリコーンオイル(以
下、シリコーンオイルAという)および30.000セ
ンチストークスのシリコーンオイル(以下、シリコーン
オイルBという)を用いて、下記の第1表に示される配
合割合(重量%)で比較例を含め7種の半導体刺止用エ
ポキシ樹脂組成物を得た。
なお、上記組成物の調製は、まず充てん剤、難燃剤、カ
ーボンブラックおよび硬化促進剤を混合したのちカップ
リンク剤やシリコーンオイルを加えて混合し、さらに残
りの成分(粉砕したもの)を加え、70〜90℃の加熱
ロールで混練し、冷却後粉砕する方法で行なった。
」−記の各組成物を用いて低圧トランスファー成形法に
よりMO5型IC素子を樹脂封止し、得られた樹脂封止
半導体装置についてプレッシャークツカーテスト(2気
圧の水蒸気中でのテスト)を行ない、アルミ電極の腐食
による耐湿性を評価した。結果は、つきの第2表に示さ
れるとおりであった。なお、表中の数値は、試験個数4
8個中の腐食か生したものの不良個数である。
第2表 上記の結果から明らかなように、この発明のエポキシ樹
脂組成物によれば、長時間に亘って安定した特性を示す
高信頼性の樹脂封止半導体装置が得られるものであるこ
とがわかる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)エポキシ当量250以下でかつ軟化点が10
    0℃以下のエポキシ樹脂10〜25重量%と、 b)フェノールノボラック樹脂5〜15重量%と、 C)煮沸抽出水の電気伝導度が5μΩ7を以下でかつp
    Hか6.0〜7,5の範囲となるシリカ粉末65〜75
    重量%と、 d)粘度500〜50,000センチストークスのシリ
    コーンオイル0.5〜5重量%とを含むことを特徴とす
    る半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
JP19165882A 1982-10-30 1982-10-30 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Pending JPS5981328A (ja)

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