JPS6134019A - 封止用樹脂組成物の製法 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 この発明は、基板に直接実装されるＩＣなどの半導体チ
ップ封止用の一液性エボキシ樹脂組成物の製法に関する
ものである。

〔背景技術Ｊ 半導体テップを、温度、湿度、衝撃などの外的ストレス
から保護するために樹脂封止技術が実用されている。そ
の方法としては、大別すると、■エポキシ樹脂成形材料
を使用した低圧トランスファ成形による方法、 ■液状エポキシｍ脂ボッティング材料を熱硬化させる方
法、 が知られている。

前記■の場合は、成形金型などに美大な投資を必要とし
、大量生産に向いているが、少量多品種生産には向いて
いない。これに対し、■の場合（特に−液性の液状封止
材料の場合）は、ディスペンサによる定量吐出が可能で
あり、自動化されやすく、少量多品種生産向きの方法で
あると言える。

ところが、■の場合は、液状の封止材料を硬化し、固化
する際の硬化収縮、あるいは加熱硬化する際の熱膨張、
冷却時の収縮などによって、封止硬化物内部に応力が発
生する。特に、封止された物と封止硬化物との界面に、
膨張、収縮の差によるストレスが発生する。そのため、
半導体製品の信頼性が低下する。特に、プレッシャフッ
カ試験（加圧下、飽和蒸気中での促進試験。以）’、Ｐ
ＣＴと書く）を行うとこれが顕著である。

一般に界面で発生する応力σは、下記の式で表わされる
。

Ｉ＝α・Ｅ・ΔＴ ここに、 σ・・・界面で発生する 応力（ｋｇ／ｍｌ α・・・材料の熱膨張率 Ｃ１／’Ｃ） Ｅ・・・材料のヤング率 ［ｋｇ／ｄ） ΔＴ・・・加熱硬化温度と室 温との温度差［’Ｃ］ 一般に封止硬化物の熱膨張率を低下させるために、封止
材料に無機充填剤を添那することが行われる。このよう
にすれば、たしかに熱膨張率は低下するが、逆に硬化物
のヤング率が大きくなってしまう。このため、封止硬化
物の内部応力を低下させるためには、充填剤の添加だけ
では不十分である。ＰＣＴで満足する結果金得る（すな
わち、封止物の耐湿信頼性を高める）ためには、熱膨張
率を低下させるとともに、ヤング率を低下させることが
必須である。他方、耐熱性の観点からガラス転移点が低
下するのは好ましくない。そこで、封止材料に末端カル
ボキシル基液状アクリロニトリル−ブタジェン共重合体
を配合するという対策がはかられたが、さらにＰＣＴ　
ｆ、延長させるため、すなわち耐湿信頼性を高めるため
には、特に封止硬化物そのものの吸湿率を極限までＦげ
ることが必要である６それは、つぎに示すような理由に
よる。

封止物の断面を示す第１図に見るように、封止硬化物ｌ
と基板２との界面Ａ、＠正硬化物ｌと半導体チップ３と
の界面Ｂでの応力が低下することにより界面Ａ、Ｂでの
水分浸入Ｃは防出されるが、いわゆる封止硬化物自身の
吸湿Ｄ（これをバルク吸湿という）により、それに伴っ
て、半導体チップ３表面へ不純イオン（たとえば、ナト
リウムイオン、塩化物イオン）がもたらされる。そのた
め、チップ表面のアルミ配線腐食が促進され、結果とし
てＰＯが悪くなるという問題が生じるのである。

〔発明の目的］ この発明は、以上のことに鑑み、吸湿率を一層低下させ
た、半導体チップ封止用の樹脂組成物の製法を提供する
ことを目的とする。

〔発明の開示〕

この発ｔ３Ａは、上記の目的を達成するために、エポキ
シ樹脂と潜在性硬化剤とその他必要な配合原料とを混合
して封止用樹ｐＩｉＩｍ酸物を得るにあたり、前記潜在
性硬化剤をあらかじめ固体粉砕したのち、エポキシ樹脂
中に分散させることを特徴とする封止用樹脂組成物の製
法をその要旨としている。以下、この発明について詳し
く説明する。

封止用樹脂組成物に用いられる潜在性硬化剤の固体粉砕
は、その硬化剤の１１１を脂分散を良好にするために行
われる。このようにすることにより、封止材料の硬化が
完全に起こり、封止硬化物の吸湿率が低Ｆでき、耐湿性
が改善できるのである。

潜在性硬化剤は、あらかじめボールミルなどにより固体
粉砕され、その後、その硬化剤を樹脂に混合し、ライカ
イ機、ホモミキサ、３本ロール。

ニーダなどにより樹脂分散されるのが好ましいが、これ
に限定されるものではない。潜在性硬化剤は、固体粉砕
されることにより、微粉化はれ、これにより好ましい均
一分散が起きて、所期の目的が達成されると推察される
が、必ず微粉化が起きることを必須とするものではない
。

この発明に用いられるエポキシ樹脂は、室温で液状であ
り、限定はしないが例示すれば、ビスフェノールＡ型エ
ポキシｔｔｔａｈ、ピヌフェノールＦ型エポキシ樹月旨
、ノボラック型エポキシ樹ｌ旨１月旨環型エポキシ耐月
旨などがあげられる。

潜在性硬化剤としては、ジシアンジアミド、イミダンー
ル系化合物、アミンイミド化合物、ヒドラジド系化合物
などが例示される。必要に応じてイミグゾール系化合物
、ホヌフイン系化合物などのような硬化促進剤を使用し
てもよい。これらの硬化促進剤も固体粉砕されるのが好
ましい。

低膨張率化、テクノ性付与のため無機質充填剤を使用し
てもよい。たとえば、浴融シリカ、結晶シリカ、水酸化
アルミニウムなどがこのような充填剤として用いられる
。

また、必要に応じて、カップリング剤、ｒｆ−面活性剤
１反応性希釈剤、顔料などを添卯１−でもよい。

上記封止用樹ｌ旨組成物は、あらかじめ潜在性硬化剤を
固体粉砕してから、エポキシ樹脂中に分散したのち、他
の配合原料を添加して、ニーダ、ロールなどで混練し、
ディスペンサなどで半導体チップに塗布して加熱硬化さ
せることにより封止することができる。

この発明の製法による樹脂組成物Ｖこより封止される半
導体が実装される基板としては、特に限定されないが、
例示すればセラミックス基板、ガラス−エポキシ基板９
紙−エポキシ基板などがある。

このようにして得られた封止硬化物の吸湿率は、たとえ
ば、ＰＯ条件下（３気圧−２０時間）で５チまで低下さ
せることが可能である。これに対し、潜在性硬化剤が固
体粉砕されていないものは、同じ条件下で吸湿率が１２
係である。また、潜在性硬化剤が固体粉砕されていても
、樹脂中に分散されていないと、やはり、同じ条件下で
の吸湿率は１２係である。このように、封止硬化物の吸
湿率を低下させるためには、潜在性硬化剤が固体粉砕さ
れたのち、樹脂分散されなくてはならない・以下、実施
例および比較例を示す。

（実施例１） アジピン酸ジヒドラジドおよびイミダゾールをそれぞれ
ボールミルにより４時間かけて固体粉砕した。エポキシ
樹脂（シェル化学（株）製：エピコ−１−８２８）９８
重量部、固体粉砕したアジピン酸ジヒドラジドを２０重
量部、およびイミダゾールを０．３重量部間合し、ライ
カイ機により４時間かけて樹脂分散を行った。これに、
充填剤量が全体の６０重量部になるように溶融ノリ力を
添加して、３本ロールで混練し、液状封止材料を得た。

ついでとの封止材料をディスペンサで吐出して、アルミ
ナ基板上のＩＣに塗布し、１６０℃で３時間硬化させ封
止物を得た７ この封止物５０個について、１３３℃、３気圧でＰＣＴ
を行い、１０時間ごとに導通状態を調べ、不良率が１０
係になる時の延べ時間を測定した。

同時に、封止硬化物の吸湿率を、ＰＣＴ条件Ｆ（３気圧
、４０時間）での重量変化率ｖｃより測定した。

結果は、それぞれ第１表に示した。

（実施例２〜５および比較例１．２） 実施例１１Ｃおいて、固体粉砕処理時間および樹脂分散
処理時間を第１表に示すように変えたほかは、実施例１
と同様にして、液状封止材料を得た。

ついで実施例１のときと同様にこの封止材料を用いて封
止物を得た。

各側の封止物５０個ずつについて上記の試験を行った。

また、あわせて吸湿率の測定も行った。

結果を第１表に併せて示した。

（以　　下　　余　　白　） 第１表に示すように、封止用樹脂組成物の混線以前に、
硬化剤が固体粉砕されており、硬化剤の樹脂す敗が行わ
れておれば、封止硬化物の吸湿率およびＰＣＴが大幅に
改善されている。また、硬化剤の固体粉砕処理や樹脂分
散処理の程度が高まるにつれそれら改善の度合いも高ま
る。比較例１゜２に見るように、潜在性硬化剤の固体粉
砕または樹脂分散のうちいずれか一方が行われていない
と、吸湿率の低下や耐湿性の改善に効果がない。

〔発明の効果〕

この発明の封止用樹脂組成物の製法は、潜在性硬化剤を
あらかじめ固体粉砕したのち、エポキシ樹脂中に分散さ
せるようにしているので、硬化剤の樹脂分散が良好であ
る。このため、この発明の製法による樹脂組成物を用い
て、半導体チップの封止全行えば、封止硬化物の吸湿率
が低いので耐湿信頼性も高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、封止物の断面図である。 １・・・封止硬化物　２・・・基板　３・・・半導体テ
ップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エポキシ樹脂と潜在性硬化剤とその他必要な配合
   原料とを混合して封止用樹脂組成物を得るにあたり、前
   記潜在性硬化剤をあらかじめ固体粉砕したのち、エポキ
   シ樹脂中に分散させることを特徴とする封止用樹脂組成
   物の製法。