JPS6166712A - 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Info
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- JPS6166712A JPS6166712A JP19205984A JP19205984A JPS6166712A JP S6166712 A JPS6166712 A JP S6166712A JP 19205984 A JP19205984 A JP 19205984A JP 19205984 A JP19205984 A JP 19205984A JP S6166712 A JPS6166712 A JP S6166712A
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- resin
- resin composition
- powdered silica
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、シリコーン樹脂をエポキシマトリックス中
に分散させた耐クラツク性、高湿耐加水分解性に優れた
新規な半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
に分散させた耐クラツク性、高湿耐加水分解性に優れた
新規な半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
現在、ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子をシリコーン樹脂
又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優れ
た気密性を与え、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口 しかし、このエポキシ樹脂により半導体素子を封止した
場合には、硬化する際の収縮によるストレン又は内部素
子とエポキシ樹脂との膨張係数の差によって生じるスト
レスなどにより素子のボンディングワイアの変形、断線
が生じ内部素子を損傷する欠点がある。そのため、これ
らのストレスを低減せしめるために、エポキシマトリッ
クス中に可撓性付与剤を添加したり、エポキシ樹脂にシ
リコーン樹脂側鎖を導入したり、又は膨張係数を小さく
するために無機充填剤の添加量を増大させるなどの方法
により検討されている。
又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優れ
た気密性を与え、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口 しかし、このエポキシ樹脂により半導体素子を封止した
場合には、硬化する際の収縮によるストレン又は内部素
子とエポキシ樹脂との膨張係数の差によって生じるスト
レスなどにより素子のボンディングワイアの変形、断線
が生じ内部素子を損傷する欠点がある。そのため、これ
らのストレスを低減せしめるために、エポキシマトリッ
クス中に可撓性付与剤を添加したり、エポキシ樹脂にシ
リコーン樹脂側鎖を導入したり、又は膨張係数を小さく
するために無機充填剤の添加量を増大させるなどの方法
により検討されている。
従来の可撓性付与剤の添加や工はキシ樹脂にシリコーン
樹脂側鎖を導入する方法に対しては、工ｌキシ樹脂のガ
ラス転移点の低下をきたし、高温における電気的、機械
的特性、耐湿性が低下するという問題が生じる一方、無
機充填剤の添加量を増大し、膨張係数を低減させるには
、７０重量＊以上の添加量が必要であるがこの場合、樹
脂組成物の粘度が増大し１流動性が著しく低下して素子
の封止が困難となるという問題点がある。
樹脂側鎖を導入する方法に対しては、工ｌキシ樹脂のガ
ラス転移点の低下をきたし、高温における電気的、機械
的特性、耐湿性が低下するという問題が生じる一方、無
機充填剤の添加量を増大し、膨張係数を低減させるには
、７０重量＊以上の添加量が必要であるがこの場合、樹
脂組成物の粘度が増大し１流動性が著しく低下して素子
の封止が困難となるという問題点がある。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、ストレスにより素子に損傷を与えない耐クラツク
性および耐湿信頼性に優れ、かつ作業性の低下のない半
導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることを目的とする
。
ので、ストレスにより素子に損傷を与えない耐クラツク
性および耐湿信頼性に優れ、かつ作業性の低下のない半
導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることを目的とする
。
この発明の半導体封止用樹脂組成物は１工メキシ樹脂１
００重量部、このニーキシ樹脂の硬化剤、並びにシリコ
ーン樹脂および粉末シリカの混合物８０重量部以下を一
含有するものより成る。
００重量部、このニーキシ樹脂の硬化剤、並びにシリコ
ーン樹脂および粉末シリカの混合物８０重量部以下を一
含有するものより成る。
一般的に可撓化剤として知られているシリコーン樹脂は
、エポキシ樹脂と非相溶性であるが、予め、シリコーン
樹脂と粉末シリカを混合したものを、エポキシ樹脂に混
合することにより、相分離の生じない均一に安定した分
数状態を得ることができる。
、エポキシ樹脂と非相溶性であるが、予め、シリコーン
樹脂と粉末シリカを混合したものを、エポキシ樹脂に混
合することにより、相分離の生じない均一に安定した分
数状態を得ることができる。
この発明に係わる工ｌキシ樹脂としでは、たとえばノボ
ラック系エポキシ樹脂、ビスフェノールム系エギキシ樹
脂、脂環族系エイキシ樹脂など種々のタイプのエポキシ
樹脂が使用できるが、高温特性の優れたノボラック系エ
ポキシ樹脂の使用が好ましい、これらのニーキシ樹脂は
単独又は２種以上の使用も可能である。なお、これらの
工４キシ樹脂とともに、必要に応じて臭素化ノボラック
系エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ系エポキ７樹
脂などの工ｌキシ樹脂も併用可能である。
ラック系エポキシ樹脂、ビスフェノールム系エギキシ樹
脂、脂環族系エイキシ樹脂など種々のタイプのエポキシ
樹脂が使用できるが、高温特性の優れたノボラック系エ
ポキシ樹脂の使用が好ましい、これらのニーキシ樹脂は
単独又は２種以上の使用も可能である。なお、これらの
工４キシ樹脂とともに、必要に応じて臭素化ノボラック
系エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ系エポキ７樹
脂などの工ｌキシ樹脂も併用可能である。
この発明に係わる硬化剤としては、フェノールノボラッ
クなどのフェノール系化合物やメチルヘキサハイドロ無
水フタル酸、テトラノ１イドロ無水７タル酸、メチレン
エンドメチレン無水フタル酸、無水クロレンデイツク酸
、無水ノくイロメリット酸、無水ドデセニ！サクセニツ
ク酸などの酸無水物系化合物があげられる。
クなどのフェノール系化合物やメチルヘキサハイドロ無
水フタル酸、テトラノ１イドロ無水７タル酸、メチレン
エンドメチレン無水フタル酸、無水クロレンデイツク酸
、無水ノくイロメリット酸、無水ドデセニ！サクセニツ
ク酸などの酸無水物系化合物があげられる。
又、反応促進剤を用いることも好ましく、反応促進剤と
しては、例えば２−メチルイミダゾ−〃、２−メチルイ
ミダゾ−Ａ／、２．４−ジメテμイミダゾ−〜、２−エ
チＡ／−４−メチルイミダゾール、ｌ−ベンジｙｖ−２
−メチルイミダゾ−〃、２−ヘプタデシルイミダゾ−μ
、１−ビニＡ／−２−メチルイミダゾ−〜、２−ウンデ
シルイミダゾールなどのイミダゾール系化合物およびこ
れらの前駆物質であるイミダシリン化合物や、例えばト
リエチμアミン、２，４．６−シメチルメチルアミノフ
エノーμ、ベンジルジメチルアミン、ａ−メチルベンジ
ルメチルアミン、ピペリジン、ジメチルラウリルアミン
、ジアルキルアミノメタノ−μアミン、テトラメチルグ
アニジン、２−ジメチμアミノー２−ヒトａキシプロパ
ン、Ｎ、Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ−メチルモルホ
リン、ピペラジン、２−（ジメチルアミノメチ、Ａ／）
フェノール、ヘキサメチレンテトラミン、ｌ−ヒドロキ
シルエチル−２−ヘプタデシルグリオキサリジンなどの
第８級アミンおよびその他のアミン系化合物やイミダゾ
−、Ａ／系化合物などがあげられる。
しては、例えば２−メチルイミダゾ−〃、２−メチルイ
ミダゾ−Ａ／、２．４−ジメテμイミダゾ−〜、２−エ
チＡ／−４−メチルイミダゾール、ｌ−ベンジｙｖ−２
−メチルイミダゾ−〃、２−ヘプタデシルイミダゾ−μ
、１−ビニＡ／−２−メチルイミダゾ−〜、２−ウンデ
シルイミダゾールなどのイミダゾール系化合物およびこ
れらの前駆物質であるイミダシリン化合物や、例えばト
リエチμアミン、２，４．６−シメチルメチルアミノフ
エノーμ、ベンジルジメチルアミン、ａ−メチルベンジ
ルメチルアミン、ピペリジン、ジメチルラウリルアミン
、ジアルキルアミノメタノ−μアミン、テトラメチルグ
アニジン、２−ジメチμアミノー２−ヒトａキシプロパ
ン、Ｎ、Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ−メチルモルホ
リン、ピペラジン、２−（ジメチルアミノメチ、Ａ／）
フェノール、ヘキサメチレンテトラミン、ｌ−ヒドロキ
シルエチル−２−ヘプタデシルグリオキサリジンなどの
第８級アミンおよびその他のアミン系化合物やイミダゾ
−、Ａ／系化合物などがあげられる。
この発明に係わる粉末シリカとしては、粒径が５０ＩＲ
ｎ以下、ＳｉＯ２純度９９チ以上のものが好ましく、６
０紳以上では分散性が悪くなり、９９チ以下では特性の
安定性が悪くなる。
ｎ以下、ＳｉＯ２純度９９チ以上のものが好ましく、６
０紳以上では分散性が悪くなり、９９チ以下では特性の
安定性が悪くなる。
この発明に係わるシリコーン樹脂は、一般式で示され、
シリコーンオイルやシリコーンゴム等も含まれ、可撓化
剤として用いられる。
シリコーンオイルやシリコーンゴム等も含まれ、可撓化
剤として用いられる。
上記粉末シリカとシリコーン樹脂とを予め混合したこと
がこの発明の特徴であり、この方法により、シリコーン
樹脂をエポキシマトリックス中に均一かつ安定に分散さ
せることに成功した。以下、可撓化剤と示すのは上記粉
末シリカとシリコーン樹脂との混合物である。シリコー
ン樹脂と粉末７リカとの混合は、ロールを用いて簡単に
行なわれる。配合比はシリコーン樹脂１００部に対し、
粉末シリカ８０重量部以下が好ましく、中でも５〜２０
重量部が特に好ましい、配合量が少ないと、エポキシ樹
脂との相溶性に劣り、８０重量部を越えるとエポキシ樹
脂中での分散性に劣る。
がこの発明の特徴であり、この方法により、シリコーン
樹脂をエポキシマトリックス中に均一かつ安定に分散さ
せることに成功した。以下、可撓化剤と示すのは上記粉
末シリカとシリコーン樹脂との混合物である。シリコー
ン樹脂と粉末７リカとの混合は、ロールを用いて簡単に
行なわれる。配合比はシリコーン樹脂１００部に対し、
粉末シリカ８０重量部以下が好ましく、中でも５〜２０
重量部が特に好ましい、配合量が少ないと、エポキシ樹
脂との相溶性に劣り、８０重量部を越えるとエポキシ樹
脂中での分散性に劣る。
上記シリコーン樹脂と粉末シリカの混合物は１工ポキシ
樹脂１００重量部に対し、８０重量部以下配合するのが
好ましく、特に６〜２０重量部が好ましい、少ないと耐
クラツク性、耐湿性の向上の効果が少なく、８０重量部
以上ではｔ機械的強度が低下し好ましくない。
樹脂１００重量部に対し、８０重量部以下配合するのが
好ましく、特に６〜２０重量部が好ましい、少ないと耐
クラツク性、耐湿性の向上の効果が少なく、８０重量部
以上ではｔ機械的強度が低下し好ましくない。
この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には必要に
応じて、結晶性シリカ、溶融シリカ、アルミナなどの無
機充填剤や、カーボンブラックなどの着色剤、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二酸
化アンチモンなどの、難燃剤γ−グリシクキ゛ジプロピ
ルトリメト中ジシランなどのカップリング剤を添加する
ことができろ。
応じて、結晶性シリカ、溶融シリカ、アルミナなどの無
機充填剤や、カーボンブラックなどの着色剤、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二酸
化アンチモンなどの、難燃剤γ−グリシクキ゛ジプロピ
ルトリメト中ジシランなどのカップリング剤を添加する
ことができろ。
この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、従来の
エポキシ樹脂やシリコーン樹脂の調製などに使用されて
いる公知の混合装置１例えば、２ ＋ Ａ／％ニーダ、
ライカイ機、ホモミキサー（例えば特殊機化工業■社製
）などを用いて容易に調製できる。
エポキシ樹脂やシリコーン樹脂の調製などに使用されて
いる公知の混合装置１例えば、２ ＋ Ａ／％ニーダ、
ライカイ機、ホモミキサー（例えば特殊機化工業■社製
）などを用いて容易に調製できる。
以下、実施例と比較例を掲げてこの発明をより詳細に説
明するが、この発明はこれに限定されない。
明するが、この発明はこれに限定されない。
表１に、８本ロールを用いて調製したシリコーン樹脂お
よび粉末シリカ混合物の組成を示す・実施例１〜１０お
よび比較例１〜９は、表２および表８に示した割合で、
工？キシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、可撓化剤、無機充
填剤電着色剤、離型剤、カップリング剤等を配合し、ニ
ーグーを用いて４０℃で１０分間真空混合してこの発明
の実施例の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
よび粉末シリカ混合物の組成を示す・実施例１〜１０お
よび比較例１〜９は、表２および表８に示した割合で、
工？キシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、可撓化剤、無機充
填剤電着色剤、離型剤、カップリング剤等を配合し、ニ
ーグーを用いて４０℃で１０分間真空混合してこの発明
の実施例の半導体封止用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ｔガラス転移
点、曲げ弾性率、耐クラツク性および耐湿性を調べた結
果を表４および表６に示した。安定性の試験に関しては
、表２および表８の配合の内、硬化促進剤、無機充填剤
、着色剤、離型剤、およびカップリング剤を含まない組
成物を上記方法で調製後４０℃で静置し、目視による相
分離の有無により評価した。実施例１〜１０・は４８時
間以上安定であるのに対し、シリコーン樹脂だけを分散
させた比較例１．２および、シリコーン樹脂と粉末シリ
カをあらかじめ混合することなく分散させた比較例７，
８は安定性に劣る。また、粉末シリカを多く含んだ可撓
化剤を用いた比較例８．４は、可撓化剤の凝集力が強く
マク な不均一さを生じ安定性上好ましくない。
点、曲げ弾性率、耐クラツク性および耐湿性を調べた結
果を表４および表６に示した。安定性の試験に関しては
、表２および表８の配合の内、硬化促進剤、無機充填剤
、着色剤、離型剤、およびカップリング剤を含まない組
成物を上記方法で調製後４０℃で静置し、目視による相
分離の有無により評価した。実施例１〜１０・は４８時
間以上安定であるのに対し、シリコーン樹脂だけを分散
させた比較例１．２および、シリコーン樹脂と粉末シリ
カをあらかじめ混合することなく分散させた比較例７，
８は安定性に劣る。また、粉末シリカを多く含んだ可撓
化剤を用いた比較例８．４は、可撓化剤の凝集力が強く
マク な不均一さを生じ安定性上好ましくない。
表２および表８に示した樹脂組成物を用い、耐湿性評価
用シリコーン素子および一般特性測定用試料を、１７０
℃で８分間の成形条件でモーμドし、さらに１７０℃で
８時間後硬化し、耐湿試験用試料および一般特性測定用
試料を得た。
用シリコーン素子および一般特性測定用試料を、１７０
℃で８分間の成形条件でモーμドし、さらに１７０℃で
８時間後硬化し、耐湿試験用試料および一般特性測定用
試料を得た。
ガラス転移点は、粘弾性スペクトロメータ（ＩＨｚ ）
で損失弾性率の温度変化を測定し、最大の損失弾性率を
与える温度をＴｇとした。この発明の特徴である可撓化
剤を含まない比較例９のガラス転移点が１８０℃である
のに比べ、８０重量部含む実施例１゜７．９のガラス転
移点は１７０℃とわずかに低下するだけである。また、
可撓化剤の添加による曲げ弾性率の低下もわずかで１．
実用上問題と゛ならない。
で損失弾性率の温度変化を測定し、最大の損失弾性率を
与える温度をＴｇとした。この発明の特徴である可撓化
剤を含まない比較例９のガラス転移点が１８０℃である
のに比べ、８０重量部含む実施例１゜７．９のガラス転
移点は１７０℃とわずかに低下するだけである。また、
可撓化剤の添加による曲げ弾性率の低下もわずかで１．
実用上問題と゛ならない。
耐クラツク性については、オリファントワッシャを埋め
こんだ時のクラック発生温度で評価した。
こんだ時のクラック発生温度で評価した。
可撓化剤を添加した系のクラック発生温度は一８０℃以
下で、可撓化剤を含まない比較例９の一１０℃に比べ耐
クラツク性に優れ低応力化がなされていることがわかる
。
下で、可撓化剤を含まない比較例９の一１０℃に比べ耐
クラツク性に優れ低応力化がなされていることがわかる
。
耐湿性の評価は、耐湿性評価用半導体素子を真空成形し
％１２１’Ｏ１２ａ ｔ ｍ ｓ相対湿度１００％の条
件下でＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｏｋｅｒ Ｔｅ５ｔ （
ＰＣＴ ）を行ナイ不良発生時間により行った。また、
２６０℃の半田浴に１分間浸漬後、も同様の試験を行な
った０両試験による不良発生時間を比較することにより
、耐湿性と低応力性を評価した。可撓化剤を含まない比
較例９に比較すると実施例はいずれも、半田浸漬の有無
にかかわらず高い耐湿性を有する。
％１２１’Ｏ１２ａ ｔ ｍ ｓ相対湿度１００％の条
件下でＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｏｋｅｒ Ｔｅ５ｔ （
ＰＣＴ ）を行ナイ不良発生時間により行った。また、
２６０℃の半田浴に１分間浸漬後、も同様の試験を行な
った０両試験による不良発生時間を比較することにより
、耐湿性と低応力性を評価した。可撓化剤を含まない比
較例９に比較すると実施例はいずれも、半田浸漬の有無
にかかわらず高い耐湿性を有する。
以上の結果、比較例の組成物の特性が、各特性にわたっ
て安定していないのに比べて、この発明の実施例の半導
体封止用ニブキシ樹脂組成物は、ガラス転移点および曲
げ弾性率を低下させることなく耐湿性および耐クラツク
性の向上が得られた。
て安定していないのに比べて、この発明の実施例の半導
体封止用ニブキシ樹脂組成物は、ガラス転移点および曲
げ弾性率を低下させることなく耐湿性および耐クラツク
性の向上が得られた。
この様に、この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、耐湿性にすぐれ、内部応力が低く、例えばＬ８１
＋ＶＬ８Ｉの封止樹脂としてきわめて有用であることが
わかる。
は、耐湿性にすぐれ、内部応力が低く、例えばＬ８１
＋ＶＬ８Ｉの封止樹脂としてきわめて有用であることが
わかる。
以上説明したとおり、この発明は、エポキシ樹脂１００
重量部、このエポキシ樹脂の硬化剤、並びにシリコーン
樹脂および粉末シリカの混合物８０重量部以下を含有す
るものを用いることにより、ストレスにより素子に損傷
を与えない耐クラツク性および耐湿信頼性に優れ、かつ
作業性の低下のない半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
得ることができる。
重量部、このエポキシ樹脂の硬化剤、並びにシリコーン
樹脂および粉末シリカの混合物８０重量部以下を含有す
るものを用いることにより、ストレスにより素子に損傷
を与えない耐クラツク性および耐湿信頼性に優れ、かつ
作業性の低下のない半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
得ることができる。
Claims (5)
- （１）エポキシ樹脂１００重量部、このエポキシ樹脂の
硬化剤、並びにシリコーン樹脂および粉末シリカの混合
物８０重量部以下を含有する半導体封止用エポキシ樹脂
組成物。 - （２）シリコーン樹脂が、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは水素および一価の炭化水素基の内の一種、
Ｒ＿１およびＲ＿２は水酸基、ビニル基およびエポキシ
基の内の一種を含む炭化水素基並びに水素の内の一種、
ｎは整数である。） で示される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）一価の炭化水素基が、メチル基およびフェニル基
のいずれか一種である特許請求の範囲第２項記載の半導
体封止用エポキシ樹脂組成物。 - （４）シリコーン樹脂１００重量部、粉末シリカ８０重
量部以下である特許請求の範囲第１項ないし第８項の何
れかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 - （５）粉末シリカの粒径が５０μｍ以下、ＳｉＯ＿２純
度９９％以上である特許請求の範囲第１項ないし第４項
の何れかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19205984A JPS6166712A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19205984A JPS6166712A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166712A true JPS6166712A (ja) | 1986-04-05 |
| JPH0564181B2 JPH0564181B2 (ja) | 1993-09-14 |
Family
ID=16284933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19205984A Granted JPS6166712A (ja) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166712A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6320325A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-28 | Toshiba Corp | 樹脂封止型半導体装置 |
| JPH0481424A (ja) * | 1990-07-24 | 1992-03-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 封止用樹脂組成物 |
Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPS4825739A (ja) * | 1971-08-09 | 1973-04-04 | ||
| JPS56136816A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Epoxy resin composition |
| JPS56160054A (en) * | 1980-05-15 | 1981-12-09 | Toshiba Corp | Resin sealing type semiconductor device |
| JPS57184242A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-12 | Matsushita Electric Works Ltd | Molding material for sealing electronic part |
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-
1984
- 1984-09-11 JP JP19205984A patent/JPS6166712A/ja active Granted
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| JPH0481424A (ja) * | 1990-07-24 | 1992-03-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 封止用樹脂組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0564181B2 (ja) | 1993-09-14 |
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