JPS6245615A - 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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JPS6245615A
JPS6245615A JP60184312A JP18431285A JPS6245615A JP S6245615 A JPS6245615 A JP S6245615A JP 60184312 A JP60184312 A JP 60184312A JP 18431285 A JP18431285 A JP 18431285A JP S6245615 A JPS6245615 A JP S6245615A
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JP
Japan
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resin
parts
epoxy
epoxy resin
softening point
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JP60184312A
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Akira Yoshizumi
善積 章
Kazutaka Matsumoto
松本 一高
Takeshi Uchida
健 内田
Michiya Azuma
東 道也
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • 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
    • H01L23/293Organic, e.g. plastic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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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〕 本発明は半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物(二関し
、更に詳しくは、優れた耐熱衝撃性を有する硬化物を与
える半導体装置封止用エボキン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、半導体装置の封止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、素子上の各種機能単位の細
密化、素子ベレット自体の大波化が急速に進んでいる。
これらの素子ベレットの変化により封止用樹脂も従来の
封止用樹脂では耐熱衝撃性等の要求が満足できなくなっ
てさた。従来、半導体装置の封止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ボキン樹脂組
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止すると、素子ベ
レット表面のアルミニウム(人で)パターンを保護する
ための被覆材であるリンケイ酸ガラス(PSG)iや窒
化ケイ素(S iN)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、ベレット割れによる素子特性の
不良や保護膜の割れ(=起因する縛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、封止樹脂の内部封入物に対する応力
を小さくし、かつ封止樹脂と素子上のP 8 G +良
や8iN膜などのガラス膜との′fi着性を大きくする
必要がある。しかも、硬化物(二ついては、素子表面の
N2パターンの腐食を極力防止するために、加水分解性
の・・ロゲン化合物、待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
、6る。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した欠点の解消にあり、優れた耐
熱衝撃性を有する硬化物を与える半導体装置封止用エポ
キシ樹脂組成物を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物は、 a)  1分子中にエポキシ基を少なくとも2個有する
エポキシ樹脂         100 ji[全部b
)ノボラック型フェノール樹脂 10〜50重一部 C)フェノールアラルキル樹脂 10〜50重着部であ
って(b) + (c)の合計量が    50〜90
M輪都d)カルボキシル基を有するスチレン系共重合体
                       2〜
40重量部から成ることを特徴とするものである。
上記のエポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置は、フ
ェノールアラルキル樹脂とカルボキシル基を有するスチ
レン系共重合体による低応力化によって優れた耐熱衝撃
性が得られ、かつ、フェノールアラルキル樹脂による変
成によって低下するガラス移転温度をカルボキシル基を
有するスチレン系共重合体で改善できるので優れた耐熱
性をあわせ持つことができる、 本発明ζ;係る組成物中の一成分であるエポキシ樹脂(
a)は1分子中にエポキシ基を少なくとも2個有するも
のであればいかなるものであってもよく、例えば、ビス
フェノール人型エボキン樹脂、ノボラック型エボキン樹
脂、指環型エボキン樹脂、グリンジルエステル型エボキ
ン樹脂が挙げられ、これらを組み合わせても良い。これ
らのエポキシ樹脂の具体1夕1]としては、WOCN−
1028(日本化薬(株)、軟化点711C,エポキシ
樹脂215 ) 、 ECN−1273(fパガイギー
社、軟化点73C、エポキシ当量230 ) 、EPP
N−201(日本化薬(株)、軟化点65c、、:cホ
キy当量181)、エピコート1001(シェル化学、
軟化点7oc、エポキシ当ff475)、tツノノック
ス201(チッソ(株)、粘度1800cps (25
C) 、エポキシ当i 154 ) 、チッソノックス
289 (i−ツソ(株)、粘度870 cps (2
5C)、エポキシ当M219)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 Gを有す
るものが好ましく、特に好ましくは70〜85c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
重量部に対して、30ffi量俤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反フェノール樹脂(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、クレゾールノ
ボラック樹脂などのフェノール性水酸基を2個以上有す
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60〜120Cを有するものが好まし
く、特に好ましくは80〜100Cを有するものであり
、水酸基当1100〜150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、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′メトキシーパラーキシレンとフ
ェノ、−ルモノマーの組合重合化合物が良く知られてい
る(プラスティックスVoL 34. No 2. P
 85 ) 。具体的には、X L −225(三井東
圧化学(株)、軟化点85 C〜105 C)、XYL
OK−225(アルプライトアンドクィルソン(株)、
軟化点85C〜105 C)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80 
C〜120Cを有するものが好ましく、待(;好ましく
は135 C〜LO5Cを有するものであり水酸基尚址
は、195〜235を有するものが好ましい。
上記(b)、(c)の添加量は、(b) + (c)の
合計清がエポキシ、1ガr+旨100嵐一部に対し、5
0 M ’a都〜90重盪部の範囲で加えることが好ま
しい。この配合割合が50m一部未満の場合には、樹脂
硬化物の強度が弱< it +)好ましくなく、一方9
0重1部を超える場合には、封止樹脂の耐湿性が低下し
、好ましくない。ノボラック盤フェノール樹脂とフェノ
ールアラルキル樹脂の添加量は、上記条件を満たす範囲
内で、かつ、それぞれ10上輩都〜51」部の範囲内で
選択できる。
フェノール樹脂が101憾都未満では十分な成形品の硬
さが得られず、一方フエノールアラルキル樹脂が10嵐
量部未満では十分な耐熱衝撃性が得られない。
一部フエノール樹脂が50重重量部上の場合には、十分
な耐湿性が得られず、また、フェノールアラルキル樹脂
が50重量部以上の場合(=は、粘度が高く成形性が悪
くなる。
本発明に係るカルボキシル基を有するスチレン系共重合
体としては、スチレンとアクリル酸、スチレンとメテル
メタクリンート、スtレンとアクリル酸と酢酸ビニル、
スチレンとマレイン酸の共重合体などが挙げられ、かつ
カルボキシル基の一部の水素がアルキル基で置換された
スチレン系共重合体などがある。これらのスチレン系共
重合体の具体例としては、アラスター7+)0 (スチ
レン・マレイン酸共重合体 荒用化学(味)、軟化点1
05C〜120C1酸価175〜200 ) 、モデイ
バー8V50人〔スチレン・アクリル酸・酢ビ基本合体
軟化点約100C,酸価29〕などがあげられる。
以上の粉末サンプルは、好ましくは100メツシユでふ
るった細粒粉として配合することがスナましい。
この(d)成分の配合割合は、通常、2〜40 M A
都で、好ましくは10〜30重量部である。この配合割
合が2重量部未満の場合には、耐熱+ffi HA 性
能の改良効果が十分でなく、40Lflt部を超える場
合(=は樹脂の成形性が劣化し好ましくない、1つぎに
、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
る溶融混練、ニーダ−による溶融混線、押出截による溶
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、本発明の組成物は、必要に応じて、イミダゾール
もしくはその誘導体、第三級アミン系誘導体、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、ケイ酸カルンクム、
石コウ、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)、i化
u素、窒化ホウ素、二酸化モリブデン、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、ボラン系化合物、
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。
〔発明の効果〕
以上ζ二詳述した通り、本発明の半導体装置封止用エポ
キシ樹脂組成物は、その硬化物が優れた1[3士熱衝撃
性を有するものであり、高集積度の半導体装置等の用途
における実用的価値はiめて大と言える。
以下において、実施例及び比較例を掲げ、本発明を更(
=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〕
実施例1 オルトクレゾールノボラック型エボキン樹脂(ESCN
−195XL:住友化学(株))(軟化点ニア60.エ
ボキV轟ffi : 206 ) 100部、ブロム化
フェノールノボラツクエポキシ樹脂(BREN−8二日
本化薬(株))(臭素ぼ有は:30チ、軟化点:87G
、エボキン当量: 270 ) 18都、フェノールノ
ボラック樹脂(BaM−sss :昭和ユニオン合成(
株))軟化点:98C1水酸基当祉: 104 ) 3
2都、フェノールアラルキル樹脂(XL−225:三井
東圧化学(株))(軟化点95 C1水酸基当量196
) 32 部、アラスター700 番(スチレンマレイ
ン酸コポリマー;部用化学(抹)、軟化点105′〜1
20°C1酸価175〜200)12都、史に硬化促進
剤としてトリフェニルホスフィン1.5都、離型剤とし
てカルナウバろう1都、着色剤としてカーボン粉末1.
8都、充填剤として靜融シリカ粉505部、離燃助剤と
して二酸化アンチモン粉末15部、充填剤の表面処理の
ためエボキシンラン系カップリング剤2.4部を配合し
、70〜100 t’の二軸ロールで混練し、冷却粉砕
し、タブレット化して本発明の半嚇体装置封止用エポキ
シ樹脂組成物を調製した。
得られた組成物を用いて、低圧トランスファー成形醜(
東亜精機50トンプレス)により175C580k、c
/d 、 120秒の条件で表面E P S G層を有
する大型ベレット評価用試料素子(3tsX 8部m 
)を封止した。
得られた試料素子について耐熱衝撃性、機械材性(曲げ
弾性率9曲げ強さ)及び熱特性(ガラス転移点、熱膨張
係数)を評価するために、後述する各試験を実施した。
耐熱衝撃性試験・・・得られた試料素子20個を用い−
65C〜150Cの範囲で表(二示すサイクル数だけ、
急熱9.!、冷し、クラック発生の有無(二より耐熱衝
撃性を試験した。クランク発生の、B′無は発煙硝酸を
用いて成形用樹脂を溶かし去り、顕微鋳で確認した。
曲げ弾性率はJISK−6911に準じて測定した。
曲げ強さはJ l5K−6911に準じて測定した。
ガラス転移点は真空理工製の熱膨張計を用い、熱膨張カ
ーブの変曲点より求めた。
熱膨張係数は真空理工製熱膨張計を用いて測定した。。
実施例2 実施例1のアラスター700番を24都、浴融シリカ粉
を493部とした以外は、実施4A1と同様にし−c本
発明の組成物7..1.111表し、同様の評価試験を
実施した。結果を表C;示す。
実施例3 実力彪例1のアラスター700番をモデイノ: −5V
50人(日本油脂(沫);軟化点約100 G 、酸価
29)としたU外は、実施例1と同様にして本発明の組
成物を調製し、同様の評価試験を実施した。結果を表に
示す。
一米11肱1 実施例1のフェノールノボランク樹脂を45Nμ、フェ
ノ−ルアクルキル例脂15郡とした以外は、実施(91
11と同様にし−(本発明の組成制を調製し、同様の評
価試験を実施した。結果を表に示す。
比較例1 実施例1のアラスター700査12ムp、とフェノール
アラルキル樹脂32都を用いず、代えてフェノールノボ
ラック樹脂を50都に増直し、フィラーの充填ユな一定
にするため、浴融シリカ粉を4 j7都にした以外は、
実施例1と同様にして比牧用の組成物を調製し、同様の
評価試験を実施した1、結果を表;二示す。
比較例2 実施例1のアラスター700番12都を用いず、代えて
溶融シリカb> 1.2 F−μをさらに加えた以外は
、実施例1と同様にして比較用の組成物を調嘱し、同様
の評1面試噴を実施した。結果を表に示す。
比較例3 実施例1のフェノールアラルキルflj iff! 3
29pを用いず、フェノール/ボラック樹脂を50郡(
=、また溶融シリカ粉を4681部(二変更した以外は
、実施例1と同様にして比較用の組成物を調製し、同象
の評価試験を実施した。結果を表(′−示す。
(以下余白) 〔発明の効果〕 以上に詳述した通り、本発明の半導体装置対土用エポキ
シ樹脂組成物は、その硬化物が後れた耐湿性及び耐熱衝
撃性を有するものであり、編集積度の半導体装置等の用
途(二おける実用ll+′:I価値は極めて犬と言える

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 a)1分子中にエポキシ基を少なくとも2個有するエポ
    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 であつて(b)+(c)の合計量が50〜90重量部d
    )カルボキシル基を有するスチレン系共重合体2〜40
    重量部 を含有す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。
JP60184312A 1985-08-23 1985-08-23 半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物 Pending JPS6245615A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0285450A2 (en) * 1987-03-31 1988-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Epoxy resin composition and a resin-sealed semiconductor device
JP2007261238A (ja) * 2006-03-30 2007-10-11 Dainippon Printing Co Ltd 転写用接着剤及びこれを用いた転写箔

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0285450A2 (en) * 1987-03-31 1988-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Epoxy resin composition and a resin-sealed semiconductor device
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