JPS61296023A - 半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物

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JPS61296023A
JPS61296023A JP60136190A JP13619085A JPS61296023A JP S61296023 A JPS61296023 A JP S61296023A JP 60136190 A JP60136190 A JP 60136190A JP 13619085 A JP13619085 A JP 13619085A JP S61296023 A JPS61296023 A JP S61296023A
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JP
Japan
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resin
parts
epoxy resin
epoxy
softening point
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JP60136190A
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Shinetsu Fujieda
新悦 藤枝
Hisashi Hirai
久之 平井
Akira Yoshizumi
善積 章
Michiya Azuma
東 道也
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
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    • HELECTRICITY
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

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1 本発明は半導体装置封IL用エポキシ樹脂組成物に関し
、更に詳しくは、優れた耐熱衝撃性及び耐湿性を有する
硬化物を与える半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物に
関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 近年、半導体装置の封+f−に関する分野においては、
半導体素子の高集積化に伴って、素子−I−の各種機能
単位の細密化、素子ペレット自体の大型化が急速に進ん
でいる。これらの素子ペレットの変化により封止用樹脂
も従来の封11〜用樹脂では耐熱衝撃性等の要求が満足
できなくなってきた。従来、半導体装置の封1に用樹脂
として用いられている、フェノールノボラック樹脂で硬
化させたエポキシ樹脂組成物は吸湿性、高温電気特性、
成形性などが優れ、モールド用樹脂の主流となっている
しかし、この系統の樹脂組成物を用いて大型で、かつ微
細な表面構造を有する素子ペレットを封11ニすると、
素子ペレット表面のアルミニウム(A交) ハターンを
保護するための被覆材であるリンケイ酸ガラス(PSG
) IIIや窒化ケイ素(SiN)膜に割れを生じたり
、素子ペレットに割れを生じたりする。特に冷熱サイク
ル試験を実施した場合に、その傾向が非常に大きい。そ
の結果、ぺ1/ット割れによる素子特性の不良や保護膜
の割れに起因する LQパターンの腐食による不良など
を生じる。
その対策としては、封11〜樹脂の内部封入物に対する
応力を小さくし、かつ」et +ト樹脂と素−r1゜の
 PSG膜やSiN膜などのガラス膜との密着性を犬き
くする必要がある。しかも、硬化物については、素子表
面のAMパターンの腐食を極力防11〜するために、加
水分解性のハロゲン化合物、特に塩素濃度を低くおさえ
、かつ吸湿時や高温時の電気絶縁性能を高レベルに保つ
必要がある。
[発明の■的] 本発明の目的は、1〜記した欠点の解消にあり、優れた
ml熱衝撃性及び耐湿性を有する硬化物を与える半導体
装置側11〜用エボキシ樹1指組成物を1に供すること
である。
[発明の概要] 本発明の半導体装置側市川エポキシ樹脂組成物は、 (a)エポキシ樹11旨          100千
F、1部(h)ノボラック型フェノール樹脂 10〜5
0東tIi部(c)フェノールアラルギル樹脂  10
〜50屯lit部(d)架橋ボリスチI/ン     
  1〜40屯M部からなることを特徴とする。
本発明に係る組成物中の一成分であるエポキシ樹脂(a
)は、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボ
ランク型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、グリシジ
ルエステルηIエポキシ樹脂が挙げられ、これらを組み
合わせても良い。これらのエポキシ樹脂の旦体例として
は、EOCN−1023(rl木化薬■、軟化点74℃
、エポキシ′I/l111215)、ECN−1273
(チパガイキー社、軟化点73°C、エポキシ当1lt
23o)、EPPN−201(11本化薬■、軟化点6
5℃、エポキシ4%1181)、エピコー)fool(
シェル化学、軟化点70℃、エポキシ当l 475)、
チッソノンクス201(チッソ■、粘度+900cps
 (25℃)、エポキシ当¥154)、チッソノンクス
289(チンソ■、粘度870CPs(25°C)、 
エポキシ当量:219)などが挙げられる。上記エポキ
シ樹脂の中でも、軟化点60〜100℃を有するものが
好ましく、特に好ましくは70〜85℃を有するもので
ある。また、エポキシ当量100〜300を有するもの
が好ましく、特に好ましくは 175〜220を有する
ものである。
この(a)成分には、好ましくは、エポキシ樹脂100
重は部に対して、30重!五%までの難燃エポキシ樹脂
を加えることで、構成される。
本発明に係るノボラック型フェノール樹脂(b)は (
a)成分のエポキシ樹脂の硬化剤として作用するもので
あり、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレツール
ノポラック樹脂などのフェノール性水酸基を2側型−1
〜有するものが挙げられる。前記ノボラック型フェノー
ル樹脂の中でも、軟化点60〜120℃を有するものが
好ましく、特に好ましくは90〜100℃を有するもの
であり、水酸基当φ 100〜150を有するものが好
ましく、特に好ましくは 100〜110を有するもの
である。
この (b)成分の配合割合が10重量部未満では1〜
分な成形品の硬さが得られず、50重量部を超えると十
分な耐湿性が得られない。好ましくは20〜40重埴部
である。
本発明に係るフェノールアラルキル樹脂(c)はアラル
キルエーテルとフェノールとをフリーデル−クラフッ触
媒で反応させた樹脂で、フリーデルクラフッ型樹脂とも
呼ばれる。α、α′−ジメトキシーp−キシレンとフェ
ノールの縮合重合化合物が良く知られている (プラス
チックス34巻、 2号、85頁)。旦体的には、XL
−225(アミ井東圧化学■、軟化点=85〜105℃
) 、 XYLOK−225(アルブライトアンドウィ
ルンン林、軟化点=85℃〜+05’O)などが挙げら
れる。これらフェノールアラルキル樹脂の中でも軟化点
90℃〜120°Cを有するものが好ましく、特に好ま
しくは85℃〜105℃を有するものであり、水酸基当
酸は 195〜235を有するものが々了ましい。
この(c)成分の配合割合が10重縫部未満では十分な
耐熱衝撃性が得にくく、50重品部を超えると粘度が高
くなり成形性が悪くなる。好ましくは20〜40重量部
である。また、 (b)成分及び(c)成分の配合割合
は、(b)及び(c)の合計量が(a)成分 100重
醍部に対し、50〜90重量部の範囲で加えることが好
ましい。この合計酸の配合割合が50重間部未満の場合
には、樹脂硬化物の強度が弱くなり、90重縫部を超え
ると月11〜樹脂の耐湿性が低下する。
本発明に係る架橋ポリスチレン(d)は、ポリスチレン
であって、架橋したものとして一般に知られているもの
であればいかなるものであってもよく、例えば、ジビニ
ルベンゼンとスチレン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、t−ブチルスチレン等とのスチレン系共重合体
:これらスチレン系共重合体の鎖中にブタジェン、イソ
プレン、エチレン、ブチレン、アクリロニトリル等の重
合体鎖な有するブロック共重合体が挙げられる。この具
体例としては、ミクロパールSP (積木化学■)ダイ
ヤイオン(三菱化成■、スチレン、ジビニルベンゼン架
橋重合体)、ファインパール3000P(住友化学■、
スチレン、ジビニルベンゼン架橋重合体)、フィンパー
ル3000F(住友化学■、スチレン、ジビニルベンゼ
ン架橋重合体)が挙げられる。この(d)成分は成形性
の面から平均粒径0.2〜30戸のものが好ましく、更
に好ましくは 1.0〜12戸のものである。
この (d)成分の配合割合が1電融部未渦の場合にL
]、充分な耐熱衝撃性が得られず、40重量部を超える
と粘度の著しい上Aを招いて成形性が低下する。
なお、本発明の組成物は、必要に応じて、イミダゾール
もしくはその誘導体、第三アミン系誘導体、ホスフィン
誘導体、シクロアミジン誘導体などの硬化促進剤;ジル
コン、シリカ、溶融石英ガラス、アルミナ、水酸化アル
ミニウム、ガラス、石英ガラス、ケイ酸カルシウム、石
ロウ、炭酸カルシウム、マグネサイト、クレー、カオリ
ン、タルク、鉄粉、銅粉、マイカ、アスベスト、炭化珪
素、窒化ホウ素、二酪化モリブデン、鉛化合物、鉛酸化
物、亜鉛華、チタン白、カーボンブラックなどの充填剤
;高級脂肪酸、ワックス類などの離型剤;エポキシシラ
ン、ビニルシラン、アミノシラン、ポラン系化合物、ア
ルコキシチタネート系化合物、アルミキレート系化合物
などのカップリング剤;アンチモン、燐化合物、臭素や
塩素を含む公知の難燃化剤が配合されてもよい。又、耐
熱衝撃性等の改良目的でシリコーンオイルなど各種の改
良剤を添加してもよい。
本発明の半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物は、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、ダイオードの封正に適用して優れた効果を発揮す
るものである。
つぎに1本発明の半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物
の製造方法について述べる。
本発明の組成物は、上記した各成分を、加熱ロールによ
る溶融混線、ニーダ−による溶融混練、押出機による溶
融混線、微粉砕後の特殊混合機による混合及びこれらの
各方法の適宜な組合せによって容易に製造することがで
きる。
なお、本発明の組成物を用いて封止した樹脂側止型半導
体装置は、常用の方法を用いて容易に製造することがで
きる。この封1F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、インジェクション成形、
圧縮成形、注型などによる封止も可能である。エポキシ
樹脂組成物は封止の際に加熱して硬化させ、最終的には
この組成物の硬化物によって封止された樹脂封1に型半
導体装置を得ることができる。硬化に際しては、 15
0℃以上に加熱することが望ましい。
以下において、実施例及び比較例を掲げ、本発明を更に
詳しく説明する。
なお、実施例及び比較例中、「部」は全て「重量部」を
示す。
[発明の実施例1 )L権−例1 オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点7
1”C,エポキシ当量210) 100部、ブロム化フ
ェノールノポラックエボキシ樹脂(臭素含有量30%、
軟化点87℃、エポキシ当量290)15部、フェノー
ルノボラック樹脂(軟化点90℃、水酸基当M104)
50部、フェノールアラルキル樹脂としてXL−225
(三井東圧化学■、軟化点90℃、水酸基当量1118
)22部、架橋ポリスチレンとしてファインパール30
00F(住友化学株)10部、更に硬化促進剤としてカ
ルナバワックス 1.2部、着色剤としてカーボン粉末
 1.8部、充填剤と]7て溶融シリカ粉450部、難
燃助剤として三酸化アンチモン粉末11部、充填剤と樹
脂とのカップリング剤2.5部を配合し、70〜100
℃の一輔ロールで混練し、冷却粉砕し、タブレット化し
て本発明の半導体装置用1F用エポキシ樹脂組成物を得
た。
得られた組成物を用いて、低圧トランスファー成形機(
175℃、 90kg/謳190秒)により表面にPS
G膜を有する大型ペレット評価用試ネ1素子(8mmX
 8mm)を封1にした。また合わせてパッシベーショ
ン膜が無い表面にAJ配線層が出た。同一べ1/ツトサ
イズの素子を用いて月1トを行なった。
得られた試料素子について耐熱衝撃性及び耐温性を評価
するために下記の各試験を行った。結果な表に示す。
耐熱衝撃性試験:試料を一65℃〜150℃の冷熱サイ
クルにかけ、特性不良を測定した。測定後PSG層を有
する素子及び表面An配線層素T−成形品を発煙硝酸を
用いて成形した樹脂を溶かし去り、れぞれPSG膜のク
ラックの有無及びAn配線層のl移動μをIA微鏡で観
察した。
耐湿劣化試験: A文配線腐食測定用素子の月11〜品
を2.5気圧の飽和水蒸気中に各試験時間さらし、A文
腐食による断線不良にて良否を判定した。
又、その他構造の諸性性として、体積抵抗率、ガラス転
移点及び曲げ弾性率の試験を行った。
体積抵抗率: JIS K−6911に準じて 175
℃で3分のトランスファー成形後、アフターキュアー(
175℃、 8時間)処理したサンプルを用いて行った
。測定条件は、nc500V印加、 1分値で測定温度
 150℃での体積抵抗率の値を示した。
ガラス転移点:前記した同様の成形〜処理を行ったサン
プルを 5璽@X 20部腸の角柱を切り出し、熱膨張
測定機を用いて、宵温5℃でガラス転移点の測定を行っ
た。
曲げ弾性率: JIS K−6911に準じて、前記し
た同様の成形〜処理サンプルを用いて行った。
10口 架橋ポリスチレンとしてファインパール3000F10
部に代えてファインパール3000F  5部及び充填
剤として溶融シリカ粉450部に代えて溶融シリカ粉4
55部を用いた以外は、実施例1と同様にして本発明の
組成物を調製し、評価試験を行った。結果を表に示す。
支i涜」 架橋ポリスチレンとしてファインパール3000F10
部に代えてミクロパール5P20810部を用いた以外
は、実施例1と同様にして本発明の組成物を調製し、同
様に評価した。結果を表に示す。
1呈1」 架橋ポリスチレンとしてファインパール3000F10
部に代えてエポキシ基を有するダイヤイオン10部を用
いた以外は、実施例1と同様にして本発明の組成物を調
製し、同様に評価した。結果を表に示す。
夫】d殊J フェノールノボラック樹脂を40部と、フェノールアル
キル樹脂を40部とした以外は、実施例1と同様にして
本発明の組成物を調製し、同様に評価した。結果を表に
示す。
↓fJLlffi口 架橋ポリスチレン及びフェノールアラルキル樹脂ヲ用い
ず、フェノールノボラック樹脂を58部に増量した以外
は、実施例1と同様にして比較用の組成物を調製し、同
様に評価した。結果を表に示す。
ル1d汁ヱ 架橋ポリスチレンを用いなかった以外は、実施例1と同
様にして比較用の組成物を調製し、同様に評価した。結
果を表に示す。
肪較1」 フェノールアラルキル樹脂22部を用いず、フェノール
ノボラック樹脂を56部に増量した以外は、実施例1と
同様にして比較用の組成物を調製し、同様に評価した。
結果を表に示す。
[発明の効果] 以上に詳述した通り、本発明の半導体装M月1に用エポ
キシ樹脂組成物は、得られる硬化物の一般特性を決める
体積抵抗率、曲げ弾性率及びガラス転移点を損なうこと
なく、優れた耐熱輯撃性及び耐熱性を有するものであり
、そのT業的価値は極めて大である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)エポキシ樹脂100重量部 (b)ノボラック型フェノール樹脂 10〜50重量部 (c)フェノールアラルキル樹脂 10〜50重量部 (d)架橋ポリスチレン1〜40重量部 からなることを特徴とする半導体装置封止用エポキシ樹
    脂組成物。
  2. (2)(b)と(c)の配合割合が、その合計量で50
    〜90重量部である特許請求の範囲第1項記載の組成物
JP60136190A 1985-06-24 1985-06-24 半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物 Pending JPS61296023A (ja)

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