JPS60184517A - 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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JPS60184517A
JPS60184517A JP4081584A JP4081584A JPS60184517A JP S60184517 A JPS60184517 A JP S60184517A JP 4081584 A JP4081584 A JP 4081584A JP 4081584 A JP4081584 A JP 4081584A JP S60184517 A JPS60184517 A JP S60184517A
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epoxy resin
epoxy
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silicon compound
resin
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Shuichi Kita
喜多 修市
Torahiko Ando
虎彦 安藤
Norimoto Moriwaki
森脇 紀元
Yuzo Kanegae
鐘ケ江 裕三
Takamitsu Fujimoto
隆光 藤本
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Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は相溶性に優れ、しかも硬化後、耐湿性にも優
れ、内部応力の低い半導体封止用エポキシ樹脂組成物に
関する。
〔従来技術〕
現在、ICやLSIなどの半導体素子をシリコン樹脂あ
るいはエポキシ樹脂などを用いて封止する樹脂封止法が
広く採用され、これらの中でもエポキシ樹脂は比較的す
ぐれた気密性を持ち、かつ安価であることから半導体封
止用樹脂として汎用されている。
しかしながら、従来の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
には未解決の問題が残されている。第1に、樹脂の硬化
による内部応力によって、半導体素子の配線、ボンディ
ング線の変形、ズレ、断線などが起こる。第2に、この
内部応力が低下させるための、可とう性樹脂の配合、繊
維状物質の配合、無機質光てん剤の増量などの工夫は、
ガラス転移点の低下、耐湿性の低下、配線の変形や断線
を招く。特開昭55−8412号公報などで検討されて
いるが、近年ますます大型化、高集積度化されつつある
ICやLSI用の封止樹脂として適当な樹脂が得られる
に至っていない。
例えば、内部応力を低下させることのできるシリコン化
合物は、エポキシ樹脂と非相溶性であるので、エポキシ
樹脂とシリコン化合物各々に相溶性のある第2級アミン
をエポキシ樹脂およびシリコン化合物に単純に加えても
得られた樹脂組成物は相分離する。
〔発明の概要〕
この発明は上記従来のものの欠点を除去するためになさ
れたもので、エポキシ樹脂100重量部(1′)、これ
の硬化剤(ロ)、並びにシリコン化合物と第2級アミン
の反応物50重量部以下(ハ)を含有するものを用いる
ことにより、相溶性に優れ、しかも硬化後、ガラス転移
点の低下などの樹脂物性の低下を伴わずに耐湿性にも優
れ、内部応力の低い半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
提供することを目的とする。
〔発明の実施例〕
この発明の一実施例に用いるエポキシ樹脂としては、例
えばノボラック系エポキシ樹脂、ビスフェノールA系エ
ポキシ樹脂および脂環系エポキシ樹脂など種々のタイプ
のものが挙げられ、これらのエポキシ樹脂は単独もしく
は2種以上の使用も可能である。また、これらのエポキ
シ樹脂とともに、必要に応じて臭素化ビスフェノールA
系エポキシ樹脂も用いることができる。中でも高温特性
にもすぐれたノボラック系エポキシ樹脂の使用が好まし
い。
この発明の一実施例に用いるエポキシ樹脂の硬化剤とし
ては例えば一般に知られるアミン類、酸無水物類および
フェノール類の使用が可能であるが、この発明の目的で
ある高い信頼性のある半導体封止用としては、例えば酸
無水物類およびフェノール類を用いるのが好ましい。
酸無水物類としては、例えば無水フタル酸、無水テトラ
ハイドロフタル酸、無水ヘキサノ1イドロフタル酸、無
水メチルテトラハイドロフタル酸、無水メチルベキサハ
イドロフタル酸、無水マレイン酸および無水へキサクロ
ロエンドメチレンテトラハイドロフタル酸などが使用で
きる。しかし、高温特性、常圧注入性にすぐれた無水へ
キサ、・\イドロフタル酸および無水テトラノhイドロ
フタル酸の使用が好ましい。これらの酸無水物は単独お
よび2種以上の使用が可能で、そ−の使用量はエポキシ
樹脂1当量に対して通常04〜1.2当量、好適tこは
0.6〜1.0当量の範囲である。04当量より少ない
と充分に硬化せず機械的特性に劣り、熱変形温度および
耐湿性の低下をきたす。また12当量より多くなると、
過剰の酸無水物が耐湿性を低下させる。
フェノール類としては、ビスフェノールA、)リメチロ
ールアリルオキシフェノール、低重合度のフェノールノ
ボラック樹脂、エポキシ化およびブチル化フェノール樹
鮨並びに” 5upper Beekacite″10
0’l (日本ライヒホールド化学工業/A<+a製)
、” !−1i t ano +″ 4oto(H日立
製作新製)、5cad。
jorm 2.9 (オランダ5cado Zwo11
社製) 、Methylor75108 (米国ゼネラ
ルエレクトリック社製)などの商品名で知られているフ
ェノール樹脂などかある。使用量については酸無水物類
と同様である。
フェノール類硬化系は耐湿性については酸無水物類硬化
系より優れているが、樹脂組成物の粘度上昇を起こす。
高耐湿性とともに低内部応力、高作業性を得るためには
酸無水物類との複合硬化系の使用も可能である。
この発明の一実施例に用いるシリコン化合物とおよび一
般式 %式%() (式中R1はエポキシ基を含み、R,は例えばメチル基
、プロピル基、ビニル基およびフェニル基などの炭化水
素基、R2は水素又はアルキル基、並びにx、y、zは
整数を示す。)で表わされる分子量300〜5000の
範囲の例えばシリコンオイルやシリコンゴムなどである
この発明の一実施例に用いる第2級アミンとしては、例
えば2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−メチル
−イミダゾール、ベンズイミダゾールおよびN−アルキ
ル−イミダゾールなどのイミダゾール化合物が好ましく
、N−メチルピペラジン、ヒドロキシエチルピペラジン
、ピペリジンおよびモルホリンなどもある。
なお上記この発明に係わるシリコン化合物を、硬化促進
剤である第2級アミンとあらかじめ反応させることによ
り、エポキシ樹脂中にシリコン化合物を均一かつ安定に
分散させることができるのであり、この反応は室温から
100°0までの比較的低温で容易に進行し、トルエン
や他の有機溶媒で反応の制御をすることができる。又、
第2級アミンとシリコン化合物の使用量は、第2級アミ
ン1molに対しシリコン化合物のエポキシ基0.6〜
1.5molが好ましく、中でも0.8〜1.2がより
好ましい。
エポキシ基が0.6mol!以下の場合硬化後の耐湿性
が低下し、エポキシ基が1.5moJ以上の場合分散性
が低下する。
さらに上記第2級アミンは上記エポキシ樹脂100重量
部に対して10重皿形以下が好才しい。
10重量%以上では耐湿性が低下する。
次に、上記のようにして得たシリコン化合物と第2級ア
ミンの反応物1ユ、エポキシ樹脂100重社部に対し5
0重λ部以下が好ましく、中でも8〜30重量%が好ま
しい。50重量%以上では硬化後機械的強度が低下する
なお、この発明の組成物には必要に応じて、結晶性シリ
カ、溶融シリカ、アルミナ、三酸化アンチモンなどの無
機充填剤や、カーボンブラック7jどの着色剤、カルナ
ウバワックス、ポリエチレンワックスなどの離型剤や難
燃剤が含まれることも可能である。
この発明の組成物は従来のエポキシ樹脂、シリコン樹脂
の調製などに使用されている公知の混合装置、例えばロ
ール、ニーダ、ライカイ機などを用いることによって容
易に調整できる。
以下、実施例、比較例をあげてこの発明を説明する。実
施例1〜9および比較例3〜IOは、硬化促進剤とシリ
コン化合物(後記の表1)を60℃で攪拌し反応させた
。実施例1〜9および比較例1〜10は、表2(後記)
および表8(後記)に示す割合で、エポキシ樹脂、硬化
剤、硬化促進剤、シリコン化合物、無機光てん剤、着色
剤、離型剤を゛配合し、ニーダを用いて温度40℃で1
0分間真空混合してエポキシ樹脂組成物を得た。上記の
ようにして得られた組成物の安定性および180℃で1
6時間硬化後の耐クラツク性、耐湿性を調べ、結果を表
4および表5に示した。
即ち、安定性については、40℃で静置し、目視して相
分離の有無により評価した。耐クラツク性については、
オリファントワッシャを埋め込んだ時のクラック発生温
度で評価した。耐湿性と低応力性についての評価は、耐
湿性評価用半導体素子”を真空注型成形し、121°C
,2気圧、相対湿度100%の条件でPCT (Pre
ssure Coober Te5t)を行ない、不良
発生時間を調べた。また、260°Cのはんだ浴に浸漬
後も同様の試験を行なった。
その結果を表4(後記)および表5(後記)に示す。そ
れによると、この発明の一実施例の樹脂組成物は全て安
定である。又、この発明の一実施例の樹脂組成物の耐湿
性評価用半導体素子の不良発生時間は、はんだ浸漬しな
い場合も、260℃のはんだ浴に浸漬した後も同様に遅
く、その差も小さい。一方、比較例の樹脂組成物の耐湿
性評価用半導体素子の不良発生時間は、はんだ浸漬しな
い場合でも速く、260℃のはんだ浴に浸漬した後はそ
の時間は更に急激に速くなり、その差も大きくなる。こ
のことから、この発明の一実施例の樹脂組成物は耐湿性
書ζ優れ、しかも内部応力が低下していることが解る。
さらに、この発明の一実施例の樹脂組成物のクラック発
生温度は低く、耐クラツク性に優れている仁とが解る。
なお、比較例の樹脂組成物には耐クラツク性に優れたも
のもあるが、その場合、上記他の物性に劣るという結果
となった。なお、実施例6のガラス転位点は158°C
で、シリコン化合物の添加によるガラス転位点の低下は
見られず、従来製品に比べても問題はない。
/ 表1 〔発明の効果〕 以上説明したとうり、この発明はエポキシ樹脂100重
量部(イ)、これの硬化剤(0)、並びにシリコン化合
物と第2級アミンの反応物50重量部以下(ハ)を含有
するものを用いることにより、相溶性に優れ、しかも硬
化後、ガラス転移点の低下など樹脂物性の低下を伴わず
に、耐湿性にも優れ、内部応力の低い半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物を得ることができ、例えばLSIおよび
VLSIの封止樹脂として極めて有用である。
代理人 大岩増雄 第1頁の続き @発明者藤本 除光 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機株式会社材料
研究所内 手続補正書(自発) 1、事件の表示 特願昭59−40815号2、発明の
名称 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 3、補正をする者 5、補正の対象 明細書の特許請求の範囲および発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する
(2)同第6頁下から第1行の「R1」をrRJに訂正
する。
(3)同第9頁第8行の「調整」を「調製」に訂正する
(4)同第10頁第2行の[C:oober Jをl 
Cooker Jに訂正する。
7、添付書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面1通 以上 特許請求の範囲 (1)エポキシ樹脂100重量部(イ)、これの硬化剤
(ロ)、並びにシリコン化合物と第2級アミンの反応物
50i量部以下ぐ9を含有する半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。
(2)シリコン化合物が RCH2 R。
および一般式 (式中R,はエポキシ基を含み、Rは炭化水素基、R2
は水素又はアルキル基並びにx、y。
2は整数を示す。)で表わされる分子量800〜500
0の範囲のものである特許請求の範囲第1項記載の半導
体封止用エポキシ樹脂組成物。
(3)第2級アミンがイミグゾール化合物である特許請
求の範囲第1項又は第2項記載の半導体封止用エポキシ
樹脂組成物。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エポキシ樹脂100重量部(イ)、これの硬化剤
    (ロ)、並びにシリコン化合物と第2級アミンの反応物
    50重皿部以下eeを含有する半導体封止用エポキシ樹
    脂組成物。
  2. (2)シリコン化合物が R】 および一般式 R (式中R,はエポキシ基を含み、R1は炭化水素基、R
    2は水素又はアルキル基並びにx、y、zは整数を示す
    。)で表わされる分子量800〜5000の範囲のもの
    である特許請求の範囲第1項記載の半導体封止用エポキ
    シ樹脂組成物。
  3. (3)第2級アミンがイミダゾール化合物である特許請
    求の範囲第1項又は第2項記載の半導体封止用エポキシ
    樹脂組成物。
JP4081584A 1984-03-02 1984-03-02 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Granted JPS60184517A (ja)

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JPS6320447B2 JPS6320447B2 (ja) 1988-04-27

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62158716A (ja) * 1985-12-30 1987-07-14 ダウ コ−ニング コ−ポレ−シヨン シリコ−ン変性剤分散体および変性方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62158716A (ja) * 1985-12-30 1987-07-14 ダウ コ−ニング コ−ポレ−シヨン シリコ−ン変性剤分散体および変性方法
JPH0512365B2 (ja) * 1985-12-30 1993-02-17 Dow Corning

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JPS6320447B2 (ja) 1988-04-27

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