JPS63132924A

JPS63132924A - 半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPS63132924A
Application number: JP27973286A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Uchida; 健内田; Akira Yoshizumi; 善積　章; Kazutaka Matsumoto; 松本　一高
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1988-06-04

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】ｃｆ！ｌ明の目的〕（産業上の利用分計）本発明は、半導体封止用エポキシ（！ｉ＠組成物に関し
、更に詳しくは、優れた耐熱衝撃性及び成形性を有する
硬化物茫与える半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関す
る。

（従来の技術〕近年、半導体装はの封正に関する分計にかいては、半導
体素子の高集積化に伴りで、ｉＡ子上の各種機能◆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ｆヒにより封止用園脂も従
来の封止用寓脂では耐熱衝撃性等の要求が膚足できなく
ｔりできた。従来、半導体装１の対土用樹脂として用い
られている。

フェノールノボラックｌ！！脂で硬ｆヒさせたエポキシ
廣脂組成吻は吸湿性、高温電気持性、成形性などかずぐ
れ、モールド用関脂の主流となっている。

しかし、この系統の樹脂組ｇ＊を用いて大型でかつ微ａ
＋な表面溝ａを有する素子ペレット七封止すると、素子
ペレット表面のアルミニウムＣＡＩ　）パターン七保護
するための被覆材であるリンケイ陵ガラス（Ｐ２Ｏ）摸
や窒化ケイ素（ＳＩＮ）Ｉｌｌζ削れｔ−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
＠ｔ−実施した場合に、その傾向が非常に大きい。七〇
債果、ペレット割れによる木子持性の不良中核模の割れ
に起因するＡＪパターンの腐食ｌζよる不良などと生じ
る。

その対策としては、封止樹脂の内部封入物に対するる力
を小さくシ、かつ封止１１ｊｇｌと素子上のＰａＧ嘆や
８ｉＮ嗅などのガラス僕との密着性を大きくする必訣が
ある。

向えば、封止ｌ！Ｉ脂の内部封入物に対する応力を小さ
くするため、光填剤ｔｔ−増加させることにより、樹脂
の熱＃張車を低下させる方法がとられでいる。しかし、
この場合、多量の光填剤使用により、醇融時における粘
度の著しい上昇を招くため１に１１１の成形性ｔ−損な
うという問題かもりた。

さらにこれらの素子ペレットの変ｆヒと共に、チップに
及ぼす樹脂及びフィラーの局部応力が原因と思われる信
頼性の低下が間層となりてきてかり。

これの回避には、破砕法フィラーの粗粒をカット中るこ
とが有効であると考えられる。また、パッケージが小型
、薄形である場合、成形金型のゲートは通常のものより
ぜまいため、この場合も、大きな破砕法フィラー粒子の
存在は好ましくない。

しかしながら、これらの目的で、フィラーの平均粒径を
小さくした場合にも樹脂の容融粘度が増して、未充填や
ボンディングワイヤの変形と生ずる０Ｔ能性がある。

ま九、これと同時に牟−の粒度分布を持つフィラーｔ−
使った場合、成形時に生ずるパリを抑えることが難しく
、待に球大のフィラーを１口いた場合この傾向が著るし
い、このためいくつかの粒度分布と待りフィラーと組合
せることが試みられているか（例えば・待開昭５ｌ−２
１２２２５）未だ光分な成形性を有するには至っていな
い。

（発明が解決しようとする間蝋点）上記したように、耐熱衝撃性改善のための光てん剤層＠
、粗粒カット及び球大フィラーの使用は成形性を損う傾
向にあり、またパリ防止のための充てん剤粒度分布の検
討も十分なされているとは言えない。

本発明の目的は、上記した間恒点を解消し、優れた耐熱
衝撃性及び成形性を有する硬化′＃！Ｊｔ−与える半導
体封止用エポキシ樹脂組成＃ＩＪを提供中ることにある
。

〔発明の構成〕

（間櫃点を解決するための手段） ′＄−発明者らは、上記目的ｔ−達成するなめ、鋭意研
究の結畷、光填剤として＃；Ｌ径を考慮したシリカ（及
び三酸化アンチモンを所定を混合した半導体封止樹脂が
、耐熱衝撃性ζζ優れ、良好な成形性七持つことを見出
し１本篭明を完成するに至りた。

すなわち１本発明の半導体装置封止用エポキシ樹脂組成
物は。

嬶）　エポキシ樹脂１Ｂ）　　フェノ−化ｔＩｌ１１１硬°【ヒ剤（Ｌ’）
　　硬ｆヒ促進剤（１１最大粒径７５μｍ以下の７す力及び三酸化アンチ
モンが平均粒径５μｒｎ以上のシリカ（Ｘ）。

平均粒径が（Ｘ）の０．５〜０．６倍のシリカ（ｙ）、
平均粒径がＩりの０．０１〜０．２倍のシリカと三重化
アンチモンの混合物１りより成り、（Ｘ）０．０２〜０
．１０の割合で配合されたものでかつ１ｚ）　ｇ分中の
三酸化アンチモンがｆｚｌ　取分全体の１０〜９０容ｔ
４ｔ−占めるよう配合された無材質光てん剤より成り、（均の配合量が（Ａ）　ｔａ）　Ｌ’）及び
０の総記装置に対し、５０〜７５容ｉｌチであることｔ＆：特徴と中るものである。

本危明のＩＡ）成分であるエポキシ樹脂は、１分子中に
エポキシｆＩト少なくと％２個含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Ａ櫃エポキシ冑脂、ノボラック型エポキ
シ樹脂、＠環微エポキシ調脂、グリシジルエステル型エ
ポキシ樹脂が挙げられ、これらは単独あるいは２ＦＪ以
上の混合系で使用さ１れる。

４＋：発明のｌ鴎成分であるフェノール樹脂硬化剤は。

−役にエポキシ１！１＠の硬化剤としで知られているも
のであればよかなるものであってもよ＜、ｎ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
のフェノール注水酸１＆２個以上を有するノボラック型
フェノール樹脂が挙げられる。

この１８）成分の配合量はム）成分１００重歇部に対し
％　ｌｌＴｌ常、３０〜１５０重置部である。３０富歇
部未満の場合は、硬化が不十分であり、１５０重置部を
ｆｆｌすると耐湿性に劣る。好ましくは、５０〜１００
重歇部である。

′＄活発明（ｑ成分である硬化促進剤は、フェノールＩ
！ｆ脂を用用でエポキシ樹脂を硬化する際に、硬ｆヒ促
進剤として使用されることが知られているものであれば
いかなるものでありでもよい、このｇ、′）成分の具ｆ
＊例としては、２−メチルイミダゾール。

２−エテルイー４−メチルイｔｒシーに、１−シアノエ
チル−２−エデルーメチルイきダゾール等のイミダゾー
ル比合物；ベンジルジメチルアミン。

トリスジメチルアミノメチルフェノール等の第３７　ン
ンｒヒ合物；トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキ
シルホスフィン、トリブチルホスフィ／。

メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン化会物
が挙げられ、これらは単独あるいは２曙以上の混合系で
使用される。

この（ｑ成分の配＆歇はｔＡ）成分１００電ｔａに対し
Ｃ１通常、０．０１１＠ＩＩＳ　〜１　ＯＮ＠Ｗ５テ６
ル。

０、０１　ｉｔ歇部未溝の１會ｌζは硬化性Ｉζ劣り、
　１０１電歌部ｔ−超えると耐湿性が低下する。

２＄発明の（θ成分である充てん剤の一成分ＩＸ）は最
大粒径が７５μｍ以下、平均粒径がＳμｍμ上のシリカ
であればいかなるものでありでもよ（１列えば、１ｆＩ
ｉ晶性シリカ粉、あるいはこれらの混合物が挙げられ、
またその形式％特に限定されるものではない、＋均粒予
浸が５μｍ以下の１會には流動性が労り、を大粒径が７
０μｍをａＩえると、成形時にゲートづまりを始めとす
るｌ々の作業上の難点を生じるのみならず樹脂封止型半
導体素子の場合には素子の誤動作の原因ともなり望まし
くない。

本発明のｑＦｌｔ分である充てん剤の一成分１ｙ）は。

最大粒径が７５μｍ以下、平均粒径が前記ｊｘ）の７リ
カ充てん剤の平均ａ匝の０．５〜０．６倍の７リカであ
ればいかなるものであってもよい、上記範囲をはずれる
場合は成形性の改善効果が少ない。

本発明の（口奴分である充てん剤の一成分（ｚ）は。

最大粒径が７５μｍ以下、平均粒径が前記ＩＸ）のクリ
カ光てん剤の平均粒径の０．０１〜０．２倍のシリカと
三１ｙＲ比アンデモンの混合−であればいかなるもので
ありでもよい、上記範囲上はずれる’ＪＮ＆は、成形性
の改善効果が少ない。

なお、一般に半導体封止用四指に難燃助剤として含まれ
る三酸〔ヒアンチモノは成形性面からは光てん剤成分と
して扱うことが妥当である０本特許にかいて、三酸化ア
ンチモンの適当な配合割合は。

１り成分中のｌθ〜９０容黴慢である。

またｔＸＩ　１７）　（ｇ）成分の粒度分布がそれぞれ
単−粒径に近いものである１１１ｆ！ｒ、本発明″の組
成物が甑めて良好な成形性を示すものとなり好ましい。

ｏ、ｉｏである。

この範囲外では成形性の改善効果が充分得られない。

（ｑ成分の配合ｌｌｌは前記ＩＡ）１目ＩＱ　＆び０成
分の徳配ｔｔに対して５０〜７５容歇鴫である。配合量
が５０容１％未満の場合には、得られる硬化吻が十分な
耐熱衝撃性を有することができず、７５容敬％を超える
とＳａ粘度の上昇を招き、ＦＸ形性が低下する。

なか１本発明の組ＦｔＬｍは必要に応じてｒ−グリクド
キシブロピルトリメトキシシランなどの界面処理剤、高
級脂肪酸、ワックス謂などの離型剤；アンチ七ン、リン
比合物、臭素や＠素を言む公矧の難燃化剤が配合されて
％よく、またポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、
ポリ酢酸ビニル。

あるいはこれらの共重合体などの各種熱ｏｆ塑性樹脂や
シリコーンオイル、シリコーンゴムなどを添加しでもよ
い。

以下本発明の実施例を掲げ本発明を更に詳述する。なか
、表の直は特にことわらない限りは、すべて重１悌を表
わす。

（’ｊ！施例）実施例１〜３第１表に示す組成の各成分と使用し１本発明の組成物を
得た。上記組成物は、まず、ヘンシェルミキサー中で、
充填剤を界面処哩剤で処理した後。

残りの成分をミキサー中に投入混合した後、６０〜１１
０℃の加熱ロールで混練し、冷却後、粉砕しＣ得られた
。

本発明の組ｇ＊は、上記した各成分を加熱ロールによる
溶融混線、ニーダ−ｆこよる廖融混練、押出磯による尋
融混線、微粉砕等の特殊混合機による混合及びこれらの
谷方去の適宜な組合せによっでｍｅすることができる。

なシ、第１表中の各樹脂はオルトクレゾールノボラック
型エポキシ樹脂（エボΦシ当９１１９６．軟化点７６℃
）、　Ｉｍ情性エポキク樹脂（エポキシ当量２７０、軟
ＣＣ点８４℃）、フェノールノボラック樹脂（フェノー
ル当ｔ１０６．軟化点９７℃）を使用した。

比較列１〜３第１艮に示す組成のｑ！！成分成分流実施例様に処理し
、比較例とした。

上記実施列１〜３．及び比較例１〜３１ζより得られた
組成物について下記の実験を行った。結東と第２喪に示
す。

０記組成物のＲ動性を評価するため、高化式フローテス
ターを用いて、１７５℃にシける容融粘度を測定した。

ｔた。成形時のパリ長さを評価するため、パリ測定吊金
をと用いて１０μｍの溝に生じるパリ長さ１に測定し、
同時に成形した試験片を用いて曲げ試験を行い、犀性率
ｔ−剣定し九。

ざらｉζ同組成物を用いて表面にＰＳＧ唱と有する大型
ペレット評価用素子を低圧トランスファー成形により封
止した・得られた試料素子について耐熱衝撃性を評価するために
、熱衝撃試験（−６５℃〜１５０℃の冷熱サイクルテス
ト）ヲ行い、特性不ｉｔ＆：測定した。

第２表より明らかなとおり、実権列の７１！：発明品は
比較品と比べて、耐熱衝撃性において優れでかり、又、
成形時にかいで、生ずるパリが少なく適度な粘度？有す
るものである。

μ下余白〔亀明の幼果〕 ′＄発明の半導体封止用エポキシＷ＊組成物は。

良好な成形性を有するとともＣζ、優れた耐熱衝撃性を
有する硬化物を与えるため、半導体電子部品のパッケー
ジ材料として有用であり、その工業的［１［は甑めて大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、！Ｊ！施例、比較例で使用したシリカ粉及び
三酸化アンチモンの粒度分布−ｌ１ｔ−示す図である。Ａ・・・球伏容融シリカ扮、平均粒子ｆ１２４μｍ（２
００ｒｒｓｅｔｈパス）Ｂ・・・破砕大杉融シリカ扮、乎均粒径２ｏμｍ（２０
０ｆＷｅｓｈパス）Ｃ・・・破砕灰溶融シリカ扮、平均粒径１２μｍ（２０
０ｍｅｓｈパス）Ｄ・・・破砕大廖融シリカ扮、ｑＰ均粒掻３μｍＥ・・
・破砕塊溶融シリカ粉、平均粒ｇｈ２２μｍＦ・・・三
酸化アンチモン、平均粒径１μｍシ弓・　−１／）ｑ

Claims

【特許請求の範囲】（Ａ）エポキシ樹脂（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤（Ｃ）硬化促進剤（Ｄ）最大粒径７５μｍ以下のシリカ及び三酸化アンチ
モンが平均粒径５μｍ以上のシリカ（ｘ）、平均粒径が
（ｘ）の０．５〜０．６倍のシリカ（ｙ）、平均粒径が
（ｘ）の０．０１〜０．２倍のシリカと三酸化アンチモ
ンの混合物（２）より成り、（ｘ）（ｙ）（２）が容量
で（ｘ）／［（ｘ）＋（ｙ）＋（ｚ）］＝０．７〜０．
８、（ｙ）／［（ｘ）＋（ｙ）＋（ｚ）］＝０．１５〜
０．２５、（ｚ）／［（ｘ）＋（ｙ）＋（ｚ）］＝０．
０２〜０．１０の割合で配合されたものでかつ（ｚ）成
分中の三酸化アンチモンが（ｚ）成分全体の１０〜９０
容量％を占めるよう配合された無材質充てん剤より成り（Ｄ）の配合量が（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）及び（Ｄ
）の総配合量に対し５０〜７５容量％であることを特徴
とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。