JPS62195015A

JPS62195015A - エポキシ樹脂成形材料

Info

Publication number: JPS62195015A
Application number: JP3783186A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Kagawa; 香川　裕彦; Yasuhiro Kyotani; 京谷　靖宏
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-02-22
Filing date: 1986-02-22
Publication date: 1987-08-27

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、半導体素子などの電子部品の封止用に通し
たエポキシ樹脂成形材料に関する。

〔背景技術〕

最近の半導体パンケージは、ＳＯＰ、ＦＰに代表される
ように小型、薄型化の方向にある。一方、半導体素子は
、大型化の方向、あるいは、高機能化、高集積化による
微細配線化の方向にある。

このような状況により、従来、あまり問題にならなかっ
たモールド後の熱応力、さらには、半田２　ヒートサイ
クルなどの熱ショックによる熱応力が、半導体パンケー
ジの信頼性を左右する重要な要因となってきている。

熱応力を吸収、低下させるためには、封止材に低応力性
を付与すればよい。その方法として、従来は、無機充填
材を添加して線膨張係数を低下させる方法があった。し
かし、無機充填材を多量に添加すると、曲げ弾性率が極
端に大きくなって、結果的に効果が半減するばかりでな
く、耐湿性の低下も招いていた。しかも、長期耐熱テス
トにおいて、信頼性が低下するという問題も起こってい
た。

このように、従来のエポキシ樹脂成形材料では、耐湿性
および長期耐熱テストにおける信頼性を低下させること
なく、低応力化を実現したものがなかった。

〔発明の目的〕

以上の事情に鑑みて、この発明は、耐湿性および長期耐
熱テストにおける信頼性が低下することなく、低応力化
されたエポキシ樹脂成形材料を提供することを目的とす
る。

〔発明の開示〕

前記目的を達成するため、この発明は、ポリイミド樹脂
が添加されていることを特徴とするエポキシ樹脂成形材
料をその要旨とする。

以下に、これを詳しく説明する。

主材料としてのエポキシ樹脂成形材料の構成そのものは
、従来と同様である。混練、粉砕等も、ヘンシェルライ
カイ機１回転混合機等の混合装置や、加熱ロール、ニー
ダ等の混練装置を用いて、従来と同様に行われる。

エポキシ樹脂としては、通常、この用途に使用されるも
のを、そのまま用いることができる。このようなエポキ
シ樹脂としては、１分子中に少なくとも２個のエポキシ
基を有する、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、ビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などがあげられる
が、それ以外のものを用いることも可能である。

エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤としても、通常用いら
れている、アミン類、酸無水物、フェノール樹脂等を単
独で、あるいは、複数混合して用いることができる。そ
して、その中でも、フェノールノボラック型樹脂が、耐
湿性、成形性等に優れているため、好ましい。

以上の成分に、さらに、必要に応じて、結晶シリカ２溶
融シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、三酸化アンチ
モン等の無機充填材や、カーボンブランク、フタロシア
ニングリーン。

フタロシアニンブルー等の着色剤、カルナバワックス、ポリエチレンワックス、モンタン酸
ワックス、アマイド系ワックス、エステル系ワックス等
の離型剤、イミダゾール類、第３級アミン類、リン化合物等の硬化
助剤、 β−（３１４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロビルトリメトキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−
β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、γ−ニレイドプロピル１〜リエトキシシラン
等のシランカップリング剤、等を配合することもできる。

以上のような成分が配合されたエポキシ樹脂成形材料に
、さらに、ポリイミド樹脂が添加されていることで、こ
の発明は構成されている。

ポリイミド樹脂の添加量としては、エポキシ樹脂１００
重量部に対して１〜３０重量部とすることが好ましい。

なぜなら、１重量部未満では低応力化の効果が充分に得
られず、３０重量部を越えると、耐湿性および成形性の
低下を招くからである。

この発明に用いるポリイミド樹脂としては、芳香族テト
ラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとの反応（ビス
マレイミドと芳香族ジアミンとの反応）によって得られ
るポリアミノビスマレイミドが好ましいが、これに限ら
れるものではない。

ポリアミノビスマレイミドは、分子骨格中に２級アミン
を有し、それ自体でも加熱を続けると、ゲル化をしてし
まうものである。上記２級アミンは、エポキシ基との反
応性が高い。そのため、エポキシ樹脂とフェノールノボ
ラック樹脂等の硬化剤とポリアミノビスマレイミドとの
競争反応により、硬化樹脂中にポリアミノビスマレイミ
ドがとりこまれる。このような３次元構成により、この
硬化樹脂マトリックスが温度に対し、エポキシフェノー
ル硬化樹脂マトリックスより極めて低膨張になって、低
線膨張化が達成できるのである。

ポリアミノビスマレイミドとしては、軟化点が７０〜１
２０℃のものが好ましい。なぜなら、７０℃未満のもの
では、取り扱いに＜＜、かつ、低線膨張化の効果があま
り得られないからであり、１２０℃を越えるものでは、
成形性が低下するからである。

ポリアミノビスマレイミドの添加方法としては、分散、
混合段階で主材料に添加する方法、あるいは、第１ステ
ツプとして、エポキシ樹脂と１００〜１５０℃で１０〜
３０分間予備反応させておき、そののち、主材料に添加
する方法などがある。

後者の方法を用いれば、硬化樹脂中にポリアミノビスマ
レイミドがとりこまれ易くなるため、より低線膨張化で
きる。

つぎに、この発明の実施例について、比較例とあわせて
、説明する。

（実施例１．２および比較例）第１表に示す配合品を熱ロール上で混練、粉砕してエポ
キシ樹脂成形材料を得た。

得られたエポキシ樹脂成形材料の低応力性を評価するた
め、線膨張係数２曲げ弾性率およびピエゾ応力（抵抗変
化率）の測定を行った。また、耐湿性を評価するため、
クシ型アルミニウムチップを封止して１６ＤＩＰを形成
し、１３３℃、３気圧、相対湿度１００％の処理条件で
ＰＣＴ試験を行って、試料の１０％に断線不良が発生す
る時間を測定した。さらに、長期耐熱テストにおける信
転性を評価するため、大型チップを封止して１８ｓｏｐ
を形成し、−６５℃で５分間、１５０’ｃで５分間のサ
イクル処理条件でヒートショック試験を行い、試料の５
０％にクラックが発生するサイクル数を測定した。

なお、線膨張係数の測定は、ディラドメータ法で行った
。曲げ弾性率の測定は、ＪＩＳ　　Ｋ６９１１に準じて
行った。ピエゾ応力は、ピエゾ素子を１７５℃、２分間
の処理条件で封止して１６ＤＩＰの形成を行い、封止前
後におけるピエゾ抵抗値の変化から、算出するようにし
た。

以上のようにして得られた測定結果および試験結果を第
２表に示す。

第　１　表　　　　　（単位重量部）第２表第２表にみるように、実施例１．２は、比較例と比べて
、線膨張係数が低下しており、曲げ弾性率が極端に大き
くなっていない。その結果として、ピエゾ応力（抵抗変
化率）が低下して低応力化されているのがわかる。また
、ＰＣＴ結果かられかるように、耐湿性の向上もみられ
る。しかも、ヒートショック結果かられかるように、長
期耐熱テストにおける信頼性の向上もみられる。

〔発明の効果〕

以上にみてきたように、この発明にかかるエポキシ樹脂
成形材料は、ポリイミド樹脂が添加されていることを特
徴としているため、耐湿性および長期耐熱テストにおけ
る信頼性が低下することなく、低応力化されている。し
たがって、これを半導体封止に用いれば、極めて信頼性
の高い封止を行うことができる。

代理人　弁理士　　松　木　武　彦手Ｖ静甫正書（自形昭和６１年　５月１５日昭和６１年特許願第０３７８３１号２、発明の名称エポキシ樹脂成形材料３、補正をする者事件との関係　　　　特許出願人住　　　所　　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番
地名　称（５８３）松下電工株式会社代表者　　代表暖帝役藤井貞夫４、代理人な　　　し６、補正の対象明細書７、補正の内容（１１明細書第２頁第３行に「大型化の方向、あるいは
、」とあるを、「チップサイズの大型化、さらには、」
と訂正する。

（２）明細書第２頁第１２行に［無機充填材を添加して
」とあるを、「無機充填材の添加量を多くして」と訂正
する。

（３）明細書第２頁第１６行ないし同頁第１８行に「し
かも・・・起こっていた。」とあるを、下記のごとくに
訂正する。

一記一「また、低弾性化による低応力性の付与については、線
膨張係数の増加、さらには、耐湿性の低下、長期耐熱性
の低下など相反する特性になる。」（４）明細書第３頁
第１４行ないし同頁第１７行に「混練、粉砕・・・行わ
れる。」とあるを、下記のごとくに訂正する。

一記一「混練、粉砕等は、ヘンシェルライカイ機１回転混合機
等の混合装置や、加熱ロール、ニーダ、押出機等の混練
装置を用いて行われる。」（５）　　明細書第８頁第６
行に「測定した。」とあるを、「測定した。（ヒートシ
ョック試験は、液−液系で実施した。）」と訂正する。

（６）明細書第１０頁の第２表を別紙のごとくに訂正す
る。

第２表

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリイミド樹脂が添加されていることを特徴とす
るエポキシ樹脂成形材料。
（２）ポリイミド樹脂が、芳香族テトラカルボン酸二無
水物と芳香族ジアミンとの反応によって得られるポリア
ミノビスマレイミドであり、エポキシ樹脂と１００〜１
５０℃で１０〜３０分間予備反応させておいて添加され
ている特許請求の範囲第１項記載のエポキシ樹脂成形材
料。
（３）ポリアミノビスマレイミドが、軟化点７０〜１２
０℃のものである特許請求の範囲第１項または第２項記
載のエポキシ樹脂成形材料。