JPS63280725A - 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】 「発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、耐湿性、半田耐熱性に優れた、電子・電気部
品等の封止用樹脂組成物に関する。

（従来の技術） 近年、半導体集積回路の分野における高集積化、高信頼
性化の技術開発と同時に、半導体装置の実装工程の自動
化が推進されている。　例えば、フラットパッケージ型
の半導体装置を回路基板に取り付ける場合、従来はリー
ドピン毎に半田付けを行っていたが、最近は半導体装置
全体を２５０″Ｃに加熱した半田浴に浸漬して、半田付
けを行う方法が採用されている。

従来のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂およ
び無機質充填剤からなる樹脂組成物で封止した半導体装
置では、装置全体の半田浴浸漬を行うと耐湿性が低下す
るという欠点があった。

特に吸湿した半導体装置を半田浸漬すると封止樹脂と半
導体チップおよびフレームとの間に剥がれが生じ、著し
い耐湿劣化をおこし、電極の腐食による断線や水分によ
るリーク電流を生じ、長期間の信頼性を保証することが
できないという欠点がある。　このなめ、吸湿の影響が
少なく、半導体装置全体の半田浴浸漬をしても耐湿劣化
の少ない封止用樹脂の開発が強く要望されていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の欠点を解消し、要望に応えるなめにな
されたもので、吸湿の影響が少なく、特に半田浴浸漬後
の耐湿性および半田耐熱性に優れた封止用樹脂組成物を
提供しようとするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用）本発明者らは、
上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、硬化
促進剤として分子中に−Ｎ　Ｉ−Ｉ　−ＣＯ−Ｎ　＜基
を有する化合物を用いることによって、半田浴浸漬後の
耐湿性および半田耐熱性が向上することを見いだし、本
発明を完成したものである。　すなわち、本発明は、 ＜Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂 （Ｃ）分子中に−ＮＨ−ＣＯ−Ｎぐ基を有する硬化促進
剤および （Ｄ）無機質充填剤 を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して、前記分子
中に−ＮＨ−ＣＯ−Ｎ＜基を存する硬化促進剤を０．１
〜３重致％、また前記無機質充填剤を２５〜９０重旦％
の割合で片有することを特徴とする封止用樹脂組成物で
ある。　そして、エポキシ基（ａ）とフェノール性水酸
基（ｂ）との当量比［（ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０
の範囲内にある封止用樹脂組成物である。

本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、その分子
中にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物である限
り、分子構造、分子量など特に制限はなく、一般に封止
用材料として使用されているものを広く包含することが
できる。　例えば、ビスフェノール型の芳香族系、シク
ロヘキサン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示
されるエポキシノボラック系の樹脂が挙げられる。

（式中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基
を、Ｒ２は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上の整
数をそれぞれ表わす） これらのエポキシ樹脂は単独もしくは２種以上の混合系
として用いる。

本発明に用いる（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類とホルムアルデヒドあるいはバラホルムアルデヒドを
反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂および
これらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチル化
ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられ、これらの樹
脂は単独らしくは２種以上の混合系として用いる。　ノ
ボラック型フェノール樹脂の配合割合は、前述した（Ａ
）エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ　）とノボラック型フ
ェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）との当量比［
（ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲内であることが
！Ｉ！！ましい。　当量比が０．１未満もしくは１０を
超えると、耐湿性、成形作業性および硬化物の電気特性
が悪くなり、いずれの場合も好ましくない。　従って、
上記の範囲内に限定される。

本発明に用いる（Ｃ）分子中に −ＮＨ−ＣＯ−Ｎ＜基を有する硬化促進剤としては、前
記−ＮＨ−ＣＯ−Ｎ＜基を有しておれば分子ｆ１．分子
楕遣等量制限はなく広く使用することができる。　具体
的なものとしては、例えば次のもの等が挙げられ、 これらは単独らしくは２種以上の混合系として使用する
。　またこの硬化促進剤はリン系やイミダゾール系等の
一般の硬化促進剤と併用することもできる。　この硬化
促進剤の配合割合は全体の樹脂組成物に対して、０．１
〜３重量％の割合で含有することが好ましい。　その割
合が０．１重量％未満では半田耐熱性に効果なく、また
、３重量％を超えると粘度の増加等成形性に悪影響を与
え、実用に適さず好ましくない。　この分子中に−ＮＨ
−ＣＯ−Ｎ＜基を有する硬化促進剤を用いることによっ
て、封止樹脂と半導体チップとの密着性や、封止樹脂と
リードフレームとの密着性が向上し、半田浴に浸漬して
も耐湿性の劣化が少なくなる。

本発明に用いる（Ｄ＞無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、炭酸カルシ
ウム、チタンホワイト、クレー、マイカ、ベンガラ、ガ
ラス繊維、炭素繊維等が挙げられ、こｔしらは！ｉｉ、
独もしくは２種以上の混合系として用いる。　これらの
中でも特にシリカ粉末やアルミナが好ましく使用できる
。無機質充填剤の一配合割合は、全体の樹脂組成物に対
して２５〜９０重旦％の割合で含有することが望ましい
、　その割合が２５重１％未溝では耐湿性、耐熱性、機
械的特性および成形性に効果なく、また９０重量％を超
えるとカサバリが大きくなり成形性が悪く実用に適さな
い。

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型フェノール樹脂、分子中に−Ｎ　１−１−　ＣＯ−
Ｎ　＜基を有する硬化促進剤、および無機質充填剤を必
須成分とするが、必要に応じて天然ワックス類１合成ワ
ックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、エステル類
、パラフィン類などの離型剤、塩素化パラフィン、ブロ
ムトルエン、ヘキサブロムベンゼン、三酸化アンチモン
などの難燃剤、カーボンブラック、ベンガラなどの着色
剤、シランカップリング剤、種々の硬化促進剤等を適宜
添加配合することができる。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として製造する場
合の一般的な方法は、エポキシ樹脂、ノボラック型フェ
ノール樹脂、分子中に −ＮＨ−ＣＯ−Ｎ＜基を有する硬化促進剤、無機質充填
剤、その池の原料成分を所定の組成比に選んで、ミキサ
ー等によって充分均一に混合した後、更に熱ロールによ
る溶融混合処理、またはニーダ等による混合処理を行い
、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材
料とする。　こうして得られた成形材料は、電子部品或
いは電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用することがで
きる。

（実施例） 次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

　以下の実施例および比較例において「％」とあるのは
「重量％」を意味する。

実施例　１ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当１２１
５）　１９％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当量１０７）９％、次式に示す硬化促進剤０．３％
、 溶融シリカ粉末７１％、エステル系ワックス０．３％お
よびシラン系カップリング剤０．４％を常温で混合し、
更に９０〜９５℃で混練して冷却した後、粉砕して成形
材料を製造した。　得られた成形材料を１７０°Ｃに加
熱した金型内にトランスファー注入し硬化させて成形品
（封止品）を得た。　この成形品について耐湿性、応力
等緒特性を試験したのでその結果を第１表に示した。　
耐湿性において本発明の顕著な効果が認められた。

実施例　２ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当１２１
５＞　１９％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当量１０７）　　９％、次式に示す硬化促進剤０．
３％、 シリカ粉末７１％、エステル系ワックス０．３％および
シランカップリング剤０．４％を、実施例１と同様に混
合、混練、粉砕して成形材料を製造した。

また実施例１と同様にして成形品を得、耐湿性、応力等
の緒特性を試験したのでその結果を第１表に示した。　
耐湿性において本発明の顕著な効果が認められた。

比較例 クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当ｉ　２
１５）　１９％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェ
ノール化ｉ　１０７）　　９％、シリカ粉末７１％、ト
リフェニルホスフィン０．３％、エステル系ワックス０
．３％およびシラン系カップリング剤０．４％を実施例
１と同様にして成形材料を製造した。

この成形材′１１を用いて成形品とし、成形品の緒特性
について実施例１と同様にして試験を行い、その結果を
第１表に示した。

第１表 ＊１　；トランスファー成形によって直径５０１Ｉ、厚
さ３ｍｍの成形品を作成し、これを　１２７°Ｃ１２気
圧の飽和水蒸気中に２４時間放置し、増加した重量によ
って求めた。

＊２　：吸水率の試験と同じ成形品を作成し、これを１
７５℃で８時間の後硬化を行い、適当な大きさのテスト
ピースとし、熱機器分析装置を用いて測定した。

＊３：封止用樹脂組成物〈成形材料）を用いて、２本以
上のアルミニウム配線を有するシリコン製チップ（テス
ト用素子）を通常の４２７０イフレームに接着し、１７
５℃で２分間トランスファー成形して５ｘ　１０ｘ　１
．５１１のフラットパッケージ型成形品を得、その後１
７５℃で８時間後硬化を行った。この成形品を予め４０
℃、９０％ＲＨ，１００時間の吸湿処理をした後、２５
０℃の半田浴に１０秒間浸漬した。その後１２７°Ｃ，
２，５気圧の飽和水蒸気中でプレッシャー・クツカー・
テスト（ＰＣＴ）を行い、アルミニウムの腐食による断
線を不良として評価した。

［発明の効果］ 以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物は、半導体チップやリードフレームに
対する密着性が良いために、吸湿の影響が少なく、半田
浴に浸漬した後でも耐湿性に優れ、その結果、電極の腐
食による断線や水分によるリーク電流の発生などを著し
く低減することができ、しかも長時間に渡って信頼性を
保証することができる。　また、２５０℃の半田浴浸漬
にもかかわらず優れた耐熱性を示しな。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、 （Ｃ）分子中に−ＮＨ−ＣＯ−Ｎ＜基を有する硬化促進
   剤および （Ｄ）無機質充填剤 を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して、前記分子
   中に−ＮＨ−ＣＯ−Ｎ＜基を有する硬化促進剤を０．１
   〜３重量％、また前記無機質充填剤を２５〜９０重量％
   の割合で含有することを特徴とする封止用樹脂組成物。 ２　エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ）と、ノボラック型
   フェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）との当量比
   ［（ａ）／（ｂ）］が ０．１〜１０の範囲内にある特許請求の範囲第１項記載
   の封止用樹脂組成物。