JPS63156816A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - 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、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する
ものである。さらに詳しくは、この発明は、耐熱衝撃性
とともに、吸湿、および半田処理後の耐湿性にも優れた
半導体封止用のエポキシ樹脂組成物に関するものである
。

（背景技術） 半導体封止用材料としてのエポキシ樹脂については、該
樹脂に低応力を付与することを目的に、従来よりシリコ
ン系改質剤、さらにはゴム、低応力樹脂などを用いるこ
とが検討されてきている。

しかしながら、これまでの検討の状況では、従来のシリ
コン系改質剤などによっては、低応力化とともに、耐湿
性という封止剤にとって重要な性能とが両立しないとい
う重大な問題があった。

また、最近の傾向として、ＩＣパッケージの薄型化、小
型化がさらに進む方向にあり、ユーザーの要求も厳しく
なってきており、従来にないような加速評価により半導
体の信頼性を評価するようになっている。その代表的な
例として、ＳＤＲ，ＦＰにおける複合信顆性の評価があ
る。

このような状況において、パッケージをある一定の条件
下で吸湿させた後、および半田処理した後の耐湿性の向
上や、これら処理においてのパッケージの耐クラツク性
の向上などが一層必要になっている。しかしながら、こ
れらの課題に対処するには従来の低応力化の方法では限
界があり、満足のいくものではなかった。

このなめ、熱衝撃を受けた場合の耐クラツク性に優れる
とともに、耐湿性、特に吸湿や半田処理後の耐湿性に優
れた半導体封止用のエポキシ樹脂組成物の実現が強く望
まれていた。

（発明の目的） この発明は、以上の通りの事情を鑑みてなされたもので
あり、吸湿後の半田処理などの複合処理した際の耐クラ
ツク性を向上させるとともに、これら処理後の耐湿性を
も向上させる半導体封止用のエポキシ樹脂組成物を提供
することを目的としている。（発明の開示） この発明の半導体封止用のエポキシ樹脂組成物は、上記
の目的を実現するなめに、変性シリコン樹脂、シリコン
ゴムパウダーおよびカップリング剤を用いて加熱処理し
たシリカ粉体を含有することを特徴としている。

すなわち、この発明では、上記の変性シリコン樹脂、シ
リコンゴムパウダーとカップリンク剤によって表面処理
したシリカ粉体を使用することを不可欠としており、こ
の処理されたシリカ粉体を用いることにより、複合処理
後の耐湿性とパッケージクラック耐性に優れた半導体封
止材料が得ろれる。

変性シリコン樹脂としては、官能基として、エポキシ基
、アミン基、エポキシグリコール基、カルビノール基、
エポキシアラルキル基、エポキシポリエーテル基などに
より変性したシリコン樹脂を用いることができる。好適
なものとしては、たとえば、エポキシ変性シリコン樹脂
、アミノ変性シリコン樹脂がある。

これら変性シリコン樹脂として１種または２種以上のも
のを組合わせて使用する。使用する変性シリコン樹脂の
官能基当量としては、５００〜５゜ＯＯＯの範囲とする
のが好ましい。当量が５００以下の場合には、反応性が
大きいため成形性が低下し、また、５，０００以上の場
合には反応性が小さいためブリードアウトしやすく、パ
リの発生など成形性が低下する。シリカ粉体の処理に用
いる変性シリコン樹脂の量については特に限定はないが
、通常は、シリカ粉体１００重量部に対して、０．１〜
２０重量部の範囲で用いるのが好ましい。

シリコンゴムパウダーとしては、フリーのナトリウム、
フリーの塩素含有量が１０ｐｐｍ以下のものを使用する
のが好ましい。また、抽出水電気伝導度としては、５０
以下のものが好ましい。その粒度については、好ましく
は、平均粒径が５〜３０ミクロンで最大粒径が１５０ミ
クロン以下のものを使用する。１５０ミクロンを越える
ものは、分散性が低下するばかりか、低応力化の効果も
半減する。

このシリコンパウダーの使用量については、特に限定は
ないが、通常は、シリカ粉体１００重量部に対し、０．
１〜２０重量部の範囲とするのが好ましい。

シリカ粉体の加熱処理に用いるもう一つの成分であるカ
ップリング剤としては、アルコキシシラン類が好適に用
いられる。その種類に格別の限定はないが、エポキシシ
ランが好ましいものとしてあげられる。カップリング剤
の使用量は、シリカ粉体１００重量部に対して０．１〜
３重量部とするのが好ましい。

シリカ粉体としては、平均粒径が５〜３０ミクロンのも
のを使用する。

シリカ粉体の加熱処理、すなわち、変性シリコン樹脂、
シリコンゴムパウダーおよびカップリング剤を用いてシ
リカ粉体を加熱処理するにあたっては、シリカ粉体とと
もに、これら処理剤の所定量を混合機に入れ、十分に分
散させる。この分散させたシリカ粉体を７０〜１５０℃
の温度範囲で、約０．５〜３０時間加熱処理する。

このようにして得たシリカ粉体をエポキシ樹脂半導体封
止材に使用する。シリカ粉体の粒子表面では、変性シリ
コン樹脂、シリコンゴムパウダーおよびカップリング剤
が反応して化学的に吸着された状態になっている。シリ
カ粉体の表面が疎水化されるばかりでなく、可撓性を帯
びた表面、さらにはエポキシ樹脂との反応性に優れた表
面が得られる。このため、従来の低応力付与の方法には
ない耐熱衝撃性、さらには吸湿後の半田処理のような、
複合処理後の耐クラツク性、耐湿性に優れた封止材が得
られる。

封止材エポキシ樹脂組成物に用いるエポキシ樹＝　　６
　− 脂には格別の限定はない。たとえば、フェノールノボラ
ック型エポキシ樹脂、ク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、グリシジル
エーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキ
シ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等の適宜なものが用い
られる。

また配合成分として無機充填剤、着色剤、難燃料などを
適宜に用いることもできる。

以上の通りのこの発明の半導体封止用のエポキシ樹脂組
成物は、その優れた特性から、液状封止材あるいはフェ
ノール成形材料としても用いることができる。

次に実施例を示し、さらに具体的にこの発明について説
明する。もちろん、この発明は、以下の実施例に限定さ
れるものではなく、様々な態様が可能であることはいう
までもない。

実施例　１ シリカ粉体６４０ｇに、変性シリコン樹脂としてエポキ
シシリコン（当！２００＞Ｌｏｇおよび゛アミノシリコ
ン（当量２００）Ｌｏｇ、シリコンゴムパウダー（最大
粒径１００ミクロン）２０ｇ、並びにカップリング剤４
ｇを混合機で５分間混合した。その後９０°Ｃの温度で
３時間処理しな。

得られたシリカ粉体を用いて、次の組成からなるエポキ
シ樹脂組成物を製造した。

オルソクレゾールノボラック樹脂　１６０（ｇ）フェノ
ールノボラック樹脂　　　　　９０ブロム化エポキシ樹
脂　　　　　　　２〇三酸化アンチモン　　　　　　　
　　３０カルナバワツクス　　　　　　　　　　４Ｃ１
１２３ カーボンブラツク　　　　　　　　　　４加熱処理シリ
力粉体　　　　　　　６８４得られたエポキシ樹脂組成
物を用いて、半導体封止材としての性能を評価した。評
価試験の条件は、 パッケージ　１８ｐＳＯＰ （デツプサイズ２．．３Ｘ３．２ＴＥＧ）について、吸
　湿：１３３°Ｃ１１００％ＲＨ１１５時間半　田：２
６０’Ｃ／１０秒　（半田浸漬）ＰＣＴ：１５１℃、　
ｌＯＯ％ＲＨ（５０％累積不良時間）の条件とした。

その結果は表−１に示した通りであった。吸湿および半
田処理後のクラックは全く認められなかった。また、吸
湿、半田およびＰＣＴ処理後の５０％不良時間も２００
時間と非常に優れていた。

実施例　２ 実施例１の加熱処理シリカ粉体について、１３０°Ｃで
５時間処理したものを用いたことを除いては実施例１と
同様のエポキシ樹脂組成物を製造した。

実施例１と同様の性能評価試験を行った。その結果は表
−１に示した通りであった。半導体封止材として実施例
１と同じくその性能は非常に優れたものであった。

比較例　１ 比較のために、実施例１の加熱処理したシリカ粉体の代
わりに、シリカ６４０ｇとカップリング剤４ｇのみを配
合させ、実施例１と同様にして、エポキシ樹脂組成物を
製造した。実施例１と同様にしてこの組成物の封止材と
しての性能を評価した。その結果は表−１に示した通り
であった。吸湿および半田処理後のクラックの発生が顕
著であった。また吸湿、半田およびＰＣＴ処理後の５０
％不良時間は３０時間でしかなかっな。

比較例　２ 実施例１の加熱処理したシリカ粉体の代わりにシリカ６
４０ｇ、エポキシ樹脂Ｌｏｇ、アミノシリコ樹脂Ｌｏｇ
、シリコンゴム２０ｇおよびカップリング剤４ｇからな
る配合物を、加熱処理することなく用いて、実施例１と
同様のエポキシ樹脂組成物を製造した。

このエポキシ樹脂組成物について封止材としての性能を
実施例１と同様にして評価した。その結果は、表−１に
示した通りであった。実施例１および２に比べてその性
能ははるかに劣っていた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　変性シリコン樹脂、シリコンゴムパウダーおよびカッ
   プリング剤を用いて加熱処理したシリカ粉体を含有する
   ことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。