JPS63207811A - 半導体封止用樹脂組成物 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、吸湿後のハンダ耐熱性に優れ、耐湿性、成形
性にも優れたエポキシ樹脂組成物に関する。

［従来の技術］ 近年、半導体関連技術の進歩はめざましく、ＬＳＩの集
積度が向上するにつれて配線の微細化とチップサイズの
大型化及びパッケージの小型化や表面実装化が進められ
ており、その結果、大型のチップを搭載した樹脂封止の
ミニフラットパッケージ等が商品化されている。

しかしながら、こうしたパッケージでは、ユーザーの倉
庫で長期間保存した後にハンダディップして使用すると
、パッシベーションクラック、樹脂クラック、アルミ配
線変形等の故障を引起し、大きな問題となっている。そ
して、これらの故障の原因については、パッケージの保
存中にこのパッケージが吸湿し、パッケージ中に取込ま
れた水分がハンダディップ時にパッケージ内で急激に膨
張するために起こると考えられている。

そこで、このような吸湿後のハンダ耐熱性の問題を解消
する方法として、パッケージについてはその下面に水分
の扱ける穴をあけてお（（１９８５年発行沖電気開発時
報）等の工夫が行なわれ、半導体封止用樹脂については
合成ゴムやシリコーン類の添加によりハンダ浸漬時のシ
ョックをやわらげる低応力化の手法等が取入れられてい
る。

ところで、半導体封止用の樹脂としては、耐湿性に優れ
ているという理由で、フェノール樹脂組成物やポリエス
テル樹脂組成物に比べてエポキシ樹脂組成物が広く使用
されており、このエポキシ樹脂組成物の低応力化を図る
目的で従来より合成ゴムの使用（特開昭５８−１７６、
９５８号、特開昭５７−１８０．６２６号及び特開昭５
８−１７４．４１６号の各公報）やシリコーン類の使用
（特開昭５８−２１０．９２０号及び特開昭５７−３．
８２１号の各公報）等が提案されているが、そのいずれ
も充分なハンダ耐熱性を得るに至っていない。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、本発明の目的は、成形性や耐湿性に優れている
だけでなく、従来の合成ゴムやシリコーン類の添加によ
っては到底達成することができない吸湿後のハンダ耐熱
性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供することにおる。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明は、下記一般式 ％式％ （但し、式中Ｒ及びＲ２は水素、弗素、アルキル基、パ
ーフルオロアルキル基、パーフルオロアリール基、又は
、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アルキルエステル基
、アミノ基、イソシアネート基等の官能基、あるいはこ
れらの官能基を末端に有する置換アルキル基、置換アリ
ール基、置換フルオロアルキル基若しくは置換フルオロ
アリール基であって、Ｒ又はＲ２の少なくとも一方は上
記官能基又は置換アルキル基、置換アリール基、置換フ
ルオロアルキル基若しくは置換フルオロアリール基であ
り、Ｒ３は炭素数１〜６のパーフルオロ炭化水素基であ
って１種のみでも２種以上の組合せでおってもよく、ｐ
は２以上の整数である。

）で表されるパーフルオロポリエーテル誘導体を０．０
１〜３０重量％の範囲で含有する半導体封止用エポキシ
樹脂組成物である。

本発明で使用するパーフルオロポリエーテル誘導体にお
いて、置換基Ｒ及びＲ２としては、好ましくＧｅｔ　　
Ｆ、　　ＯＨ，ＣＦ３　、　Ｃ００Ｈ１−ＣＦ２０Ｈ，
−ＣＨ２０Ｈ１−ＣＦ２ＣＯＯＨ。

−ＣＦ２　Ｃ０ＯＲ，−ＣＦ２０Ｈ２０Ｈ１−ＣＦ２　
ＣＨ２Ｃ０ＯＨ。

−ＣＦ２　ＣＨ２Ｃ０ＯＲ，−ＣＦ２Ｎ町又は−ＣＦ２
　Ｃ０ＮＨ−Ｃ６Ｈ３（ＣＨ３）−ＮＧＯｌより好まし
くは一０Ｈ１−ＣＦ３、−ＣＯＯＨｌ−ＣＦ２ＣＨ２０
日であり、Ｒ１又はＲ２の少なくとも一方はエポキシ樹
脂あるいはこれに添加される硬化剤と反応する上記官能
基、好ましくは−ＯＨ，−ＣＯＯＨ又は−ＣＯＯＲ又は
これらの官能基を有する置換アルキル基、置換アリール
基、置換フルオロアルキル基若しくは置換フルオロアリ
ール基である。置換フルオロアルキル基又は置換フルオ
ロアリール基のとき、それはパーフルオロ体であっても
、また、部分フルオロ体であってもよい。また、炭素数
１〜６のパーフルオロ炭化水素基としてはそれが分子内
に窒素原子や硫黄原子等の他の元素を含むもの゛であっ
てもよいが、好ましくは−ＯＲとして、−ＯＣＦ２−１
一〇Ｃ２Ｆ４−１−〇Ｃ３Ｆ６−１ −ＯＣＦ　（ＣＦ３）ＣＦ２−１−〇〇６Ｆ４−又は−
０ＣＦ２−ｃ６Ｆ４−１より好ましくは一０ＣＦ２−と
−〇０２Ｆ４−の組合せであってブロック重合形式のも
のであり、ｐとしては好ましくは２〜３０でおる。そし
て、このパーフルオロポリエーテル誘導体の分子量につ
いては、通常１５０〜１００，０００．好ましくは３０
０〜２゜ＯＯＯであり、また、このパーフルオロポリエ
ーテル誘導体中に含有されるＮａ、Ｃｆｆ１．に等の不
純物イオンについては好ましくは３　ｐｐｍ以下である
。

このようなパーフルオロポリエーテル誘導体の具体例と
しては、例えば下記一般式（１）、（２〉及び（３）、 一般式（１）ニ 一般式（２）ニ 一般式（３）： （但し、上記式中ａ及びｂは整数であり、ａ十り＝ｐで
ある。）等で示されるようなものを例示することができ
る。特に、ここに例示した片末端あるいは両末端に一〇
〇ＯＨや一〇Ｈ等の反応基をもつパーフルオロポリエー
テル誘導体を使用した場合には、エポキシ樹脂や硬化剤
との相溶性が増し、樹脂中に均一に分散し易くなるばか
りでなく、硬化時には速やかにエポキシ樹脂と反応する
ため、成形性や耐湿性に優れたエポキシ樹脂組成−物を
得ることができる。また、パーフルオロポリエーテル誘
導体そのものが離型性をもつため、パーフルオロポリエ
ーテル誘導体を使用することにより、エポキシ樹脂組成
物中の離型剤の一部又は全部を省略することができ、結
果として金型汚れの少ない成形性に優れたエポキシ樹脂
組成物を得ることができる。

上記パーフルオロポリエーテル誘導体の添加量は、これ
を調節することにより吸湿後のハンダ耐熱性を最大限に
引出すことがで、通常ｏ、ｏｉ〜３０重量％、好ましく
は０．１〜４重量％である。

添加量が少ないと吸湿後のハンダ耐熱性を改善すること
が難しくなり、また、多すぎると硬化性や成形性が悪く
なる。

また、本発明のエポキシ樹脂組成物において、エポキシ
樹脂としては、例えばビスフェノール型エポキシ樹脂、
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、トリアジン核含有エポキシ樹脂
等のエポキシ系樹脂全般を使用することができ、また、
硬化剤としては、例えばフェノールノボラック類、酸無
水物類、アミン類等のエポキシ樹脂と架橋反応するもの
全般、好ましくはフェノールノボラック類でおり、これ
らは単独で使用することができるほか、２種以上を併用
することもできる。ここでフェノールノボラック類とは
、ノボラック骨格中にフェノール性水酸基又はその誘導
体を含むもの全般をいい、フェノール類（フェノール、
アルキルフェノール、レゾルソン等）の単成分ノボラッ
クだけでなく、任意のフェノール類の組合わせによる共
縮合ノボラックやフェノール類と他の樹脂との共縮合ノ
ボラックも含む。

ざらに、本発明のエポキシ樹脂組成物中には、この種の
エポキシ樹脂組成物において通常使用されている他の添
加剤、例えば、イミダゾール類、第三級アミン類、ホス
フィン化合物類、有機アルミニウム化合物類等のエポキ
シ樹脂と硬化剤の架橋反応の触媒になり得る硬化促進剤
や、シリカ、クレー、マイカ、ガラス、アスベスト等の
無機充填材や、シランカップリング剤、チタンカップリ
ング剤等の表面処理剤や、ファーネスブラック等の着色
剤や、離型剤、その他界部活性剤、可撓化剤等を必要な
範囲内で添加することができる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、上
記パーフルオロポリエーテル誘導体以外の配合組成につ
いては、必要により任意に変更し得るものであるが、エ
ポキシ樹脂が５〜４０重量％、好ましくは１０〜２０重
置％であり、硬化剤が２〜２０重量％、好ましくは５〜
１０重量％であり、硬化促進剤がＯ，Ｏ’ｌ〜１重置％
、好ましくは０．１〜０．５重量％であり、着色剤が０
゜０１〜１重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％で
あり、シリカ等の無機充填材が２０〜８０重看％、好ま
しくは６０〜８０重量％である。

［作　用］ 本発明のエポキシ樹脂組成物は、添加されたパーフルオ
ロポリエーテル誘導体が有する疎水性により樹脂全体の
吸水率が低下し、これによって吸湿後のハンダ耐熱特性
が大幅に改善されるものと考えられる。

［実施例］ 以下、実施例及び比較例に基いて、本発明の半導体対土
用エポキシ樹脂組成物について具体的に説明する。

なあ、以下の実施例で用いたパーフルオロポリエーテル
誘導体は次のとおりである。

Ａニ一般式（１）の重量平均分子１ニア００の両末端カ
ルボン酸パーフルオロポリエーテルＢニ一般式（２）の
重量平均分子量：２，０００の片末端カルボン酸パーフ
ルオロポリエーテルＣニ一般式（３）の重量平均分子量
ニア００の両末端ヒドロキシパーフルオロポリエーテル
実施例１〜５ 溶融シリカ４００重量部に表面処理剤５重量部とパーフ
ルオロポリエーテルＡ、Ｂ又はＣを第１表に示す割合で
配合し、ミキサーで混合した。

得られた混合物に、エポキシ樹脂（住友化学■製商品名
：　ＥＳＣＮ−１９５ＸＬ）　８０重量部、臭素化エポ
キシ樹脂２０重量部、フェノールノボラック５０重量部
、硬化促進剤０．５重量部、ファーネスブラン９３重指
部、カルナウバワックス２重量部及びステアリン酸亜鉛
０．５重量部を配合し、混合した後ロールで混練し、５
種類のエポキシ樹脂組成物（実施例１〜５）を得た。

得られた各実施例のエポキシ樹脂組成物について、その
成形性（金型汚れ及びパリ性）、耐湿性（プレッシャー
クツカーテスト）及び吸湿後のハンダ耐熱性を測定し、
さらに、上記各性能及び総合評価を優れている順にそれ
ぞれ◎、○、△及び×の４段階評価で行った。結果を第
１表に示す。

なお、金型汚れについては、各実施例のエポキシ樹脂組
成物について、ＩＣのモールド金型を使用し、１８０℃
、６０秒の条件で連続５００シヨツト成形し、得られた
成形物表面のミラー面の残存率で判断し、Ａ：５０％以
上、Ｂ：５０％以下及びＣ：０％の３段階評価を行った
。また、パリ性については、各実施例のエポキシ樹脂組
成物について、幅５＃、厚さ５ｍのスリットを有する金
型を使用してトランスファー成形をした際に発生−した
パリの長さを測定し、Ａ：Ｏ〜１ｓ、Ｂ：１〜２＃及び
Ｃ：　２ｍｍ以上の３段階評価を行った。

ざらに、プレッシャークツカーテストについては、５ｓ
Ｘ５ｍの大きさの標準素子を封止した１６ピンのデュア
ルインラインパッケージを１３３℃、３気圧、１．００
０時間の条件でプレッシャークツカーにかけ、（故障し
たものの数）／（総数）で判断した。また、吸湿後のハ
ンダ耐熱性については、５＃Ｘ５Ｍの大きざの標準素子
を封止した１８ピンのミニフラットパッケージを１３３
℃、３気圧、２０時間の条件でプレッシャークツカーに
かけ、次いで３００℃のハンダに３０秒間浸漬し、さら
に１３３℃、３気圧、３００時間の条件でプレッシャー
クツカーにかけ、（故障したものの数）／（総数）で判
断した。

比較例１〜３ 上記実施例で使用した溶融シリカ４２０重量部に、上記
実施例で使用した表面処理剤５重量部と両末端カルボン
酸ポリブタジェン、カルボキシル変性シリコンオイルを
第１表に示す割合で配合し、得られた混合物を使用して
上記実施例と同様の方法で３種のエポキシ樹脂組成物（
比較例１〜３）を得た。この各比較例のエポキシ樹脂組
成物についても上記実施例と同様にその成形性（金型汚
れ及びパリ性）、耐湿性（プレッシャークツカーテスト
）及び吸湿後のハンダ耐熱性を測定し、さらに、上記各
性能及び総合評価を行った。結果を第１表に示す。

第１表の結果から明らかなように、各実施例のエポキシ
樹脂組成物は、各比較例のものに比べ、その成形性、耐
湿性及び吸湿後のハンダ耐熱性のいずれにおいても優れ
ている。また、パーフルオロポリエーテル誘導体は、そ
の添加量が少なくなると吸湿後のハンダ耐熱性が悪くな
る傾向がおり、また、多すぎると成形性が悪くなる傾向
がおることが判明した。

第１表 ［発明の効果］ 本発明の半導体対土用エポキシ樹脂組成物は、その成形
性や耐湿性に優れているだけでなく、吸湿後のハンダ耐
熱性にも優れており、今後ますますパッケージの表面実
装化が進められ、プラスチックパッケージの吸湿後のハ
ンダ耐熱性に対する要求が強まっていくなかで極めてそ
の実用的価値の高いもので必る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式 Ｒ＿１−（Ｏ−Ｒ＿３）＿ｐ−Ｒ＿２ （但し、式中Ｒ＿１及びＲ＿２は水素、弗素、アルキル
   基、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアリール基
   、又は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アルキルエス
   テル基、アミノ基、イソシアネート基等の官能基、ある
   いはこれらの官能基を末端に有する置換アルキル基、置
   換アリール基、置換フルオロアルキル基若しくは置換フ
   ルオロアリール基であつて、Ｒ＿１又はＲ＿２の少なく
   とも一方は上記官能基又は置換アルキル基、置換アリー
   ル基、置換フルオロアルキル基若しくは置換フルオロア
   リール基であり、Ｒ＿３は炭素数１〜６のパーフルオロ
   炭化水素基であつて１種のみでも２種以上の組合せであ
   ってもよく、ｐは２以上の整数である。） で表されるパーフルオロポリエーテル誘導体を０．０１
   〜３０重量％の範囲で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。