JPS63207811A - 半導体封止用樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用樹脂組成物

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JPS63207811A
JPS63207811A JP4000687A JP4000687A JPS63207811A JP S63207811 A JPS63207811 A JP S63207811A JP 4000687 A JP4000687 A JP 4000687A JP 4000687 A JP4000687 A JP 4000687A JP S63207811 A JPS63207811 A JP S63207811A
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JP
Japan
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group
substituted
epoxy resin
weight
resin composition
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JP4000687A
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English (en)
Inventor
Osamu Ogawa
修 小川
Shinji Hayashi
愼治 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHINNITSUKA II M C KK
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
SHINNITSUKA II M C KK
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

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。
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