JPS63348A - 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】 〔概　要］ 半導体装置やその他の電子回路部品（以下、総称的うこ
“半導体”と呼ぶ）を封止するためのエポキシ１′ｊ１
脂組成物が開示される。この本発明の封止用エポキシ樹
脂組成物は、その１成分として４フッ化エチレン／プロ
ピレン共重合体を含むことを特徴とする。本発明によれ
ば、特にアルミニウム配線の変形やパノシベーションク
ラソク、パッケージクランクなどの原因となる応力を、
耐湿性を１員うことなく低く抑えた半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物が提供される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体封止用組成物に関する。本発明は、さら
Ｇこ詳しく述べると、チップに加わる応力を低く抑える
ことができかつ、その際、他の特性に対して悪い影響が
及ぶことのない半勇体封止用エポキシ樹脂組成物に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、例えばＩＣ，ＬＳＩなどの電子部品を封止する方
法としては、熱硬化性樹脂を用いて封止する方法が主流
である。これは、樹脂を用いて封止する方法が、ガラス
、金属、セラミックスを用いたハーメチックシール方式
に比べて安価で量産性に優れているためである。半導体
封止用樹脂組成物の基材樹脂としては、成形性、耐湿性
、電気特性に優れ、そして安価なエポキシ樹脂が最も一
般的に用いられている。

しかし、ＬＳＩの集積度増大に伴うチップの大型化およ
びパターンの微細化、高密度実装に伴うパッケージの小
型化により、従来の半導体封止用エポキシ樹脂組成物で
は対応できない問題が生じてきた。すなわち、樹脂封止
ＬＳＩは、樹脂とＳｉチップという熱膨張係数の異なる
材料でできているために、この材料間に応力が働き、Ｌ
ＳＩが損傷するという問題である。この応力はチップが
大型になるほど大きくなり、パターンの微細化が進むほ
どＬＳＩ７１１＜損傷を受けやすくなる。応力によるＬ
ＳＩの↑４傷モードとしては、アルミニウム配線のｉ形
や断ＮＭ、パフシヘーションクラソク、パッケージクラ
ンクなどある。

ところで、Ｓｉチップが封止樹脂（硬化物）から受ける
応力（σ）は、荒い近似により次式で表わされる： σ−ｋ・α・Ｅ・・・（１） ｋ：比例定数 α：封止樹脂の熱膨張係数 Ｅ：封止樹脂の弾性率 応力が（１）式で近似できることから、従来、半導体封
止用樹脂の応力を低減する方法として、可撓性付与剤な
どを添加してパッケージに柔軟性を持たせ、弾性率を低
下させる方法が提案されてきた。しかし、この方法では
、硬化した樹脂のガラス転移温度が低下し、耐湿性、耐
熱性、高温電気特性および機械特性が劣化するという欠
点があった。

また、応力の低減には、（１）式から、硬化した樹脂の
熱膨張係数を下げることも有効な手段と考えられる。し
かし、熱膨張係数を低下するために無機質充填剤を多量
に添加すると、樹脂の溶融粘度が上昇し、ボンディング
ワイヤーの変形・断線や、樹脂が金型内の隅々まで行き
届かない未充填を生ずるなど、成形時の作業性が著しく
劣化する。

すなわち、従来の技術では、応力を低減しようとすると
、耐ｌ？性などが劣化するなど、他の特性を劣化させる
ことなく応力を低減させることは極めて困難であった。

１発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上記したような従来の技術の欠点を解消して
、耐湿性などの特性を［長うことなく、チップに加わる
応力を低く抑えることのできる半導体封止用樹脂組成物
を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した問題点は、本発明によれば、次式により表わさ
れる４７ソ化工チレン／プロピレン共重合体ニ ー＋ＣＦ２−　ＣＦ２→下−一←Ｃ１ｌ□−ＣＩｌ→了
Ｃ’Ｈ３ （式中のｍ及びｎは自然数である） を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成
物によって解決することができる。

本発明のエポキシ樹脂組成物において用いられる４フッ
化エチレン／プロピレン共重合体はゴム弾性を示し、し
たがって、この共重合体の適当量を封止用樹脂組成物に
添加した場合、その組成物全体の弾性率を低減させ、よ
って、応力を下げることができる。また、この共重合体
は、フ、素樹脂に固有の特性をも有するため、耐水性、
耐湿性、検水性、耐熱性にすぐれ、したがって、これを
添加することによる耐湿性、耐熱性の劣化は不存在であ
る。

本発明において用いられる４７ノ化工チレン／プロピレ
ン共重合体は、その共重合体が所期の効果を奏する限り
において特に限定されるものではない。しかし、本発明
者らの知見によると、パウダー状の共重合体のほうが、
添加時に樹脂中に海鳥構造となって拡散し得るので、よ
り効果的に応力を低減することができる。

４７ソ化工チレン／プロピレン共重合体は、その分子量
によって若干の変更があるというものの、通常、基材樹
脂としてのエポキシ樹脂１００重量部に対して約０．１
〜５０重量部の量で有利に使用することができる。−な
お、この共重合体の量が０．１重量部未満ではそれを添
加したことの効果がみられず、また、５０重量部を上廻
ったのでは成形作業性が低下する。

本発明において基材樹脂として使用されるエポキシ樹脂
としては、１分子中にエポキシ基を２個以上含む多官能
エポキシ樹脂であれば、その他特に制限はない。しかし
、耐湿性、耐熱性および機械的強度の点から、クレゾー
ルノボラック型のものが基材樹脂として最も好ましい。

また、好ましい硬化剤としては、フェノールノボラック
、クレゾールノボラック、ノニルフェノールノボラノク
などに代表されるノボラック型フェノール樹脂、ビスフ
ェノールＡなどのフェノール樹脂、あるいは無水フタル
酸、無水テトラヒドロフタル酸などの酸無水物、ジアミ
ノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテルなど
のアミン化合物などが挙げられる。この中で、耐湿性の
面から、ノボラック型フェノール樹脂が最も好ましい。

　また、エポキシ樹脂と硬化剤との反応を促進させるた
めに硬化促進剤を用いても差支えない。本発明において
使用される好ましい硬化促進剤としては、トリエタノー
ルアミン、テトラメチルペンクンジアミン等の第３級ア
ミン、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアン
モニウムクロライド等の第４級アンモニウム塩、２−メ
チルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−
メチル−４−エチルイミダゾール、１−アジン−２−メ
チルイミダゾール等のイミダゾール化合物、あるいはト
リフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、
トリブチルホスフィン、フェニルホスフィン等のホスフ
ィン化合物、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボ
レート、トリエチルアミンテトラフェニルボレート等の
テトラフェニルボレート塩などが挙げられるが、硬化反
応を促進させる作用がある物質であれば特に限定されな
い。

本発明の樹脂組成物において、無機質充填剤が特に有利
に使用される。無機質充填剤の好ましい例としては、シ
リカ、アルミナ、炭酸カルシウムなどが挙げられる。こ
のような無機質充填剤は、通常、エポキシ樹脂１００重
量部に対して約２００〜６００重量部の量で有利に使用
することができる。

また、カップリング剤としては３−グリシドキシプロビ
ルトリメトキシシラン等のシラン系カップリング剤ある
いはテトラオクチルビス（ホスファイト）チタネート等
のチタン系カンプリング剤を、離型剤としてはカルナバ
ワックス、ステアリン酸およびその金匡塩、モンタン酸
、エステルワックス等を、知燃剤として臭素化エポキシ
樹脂や、二酸化アンチモン等を、顔料としてカーボンブ
ラックなどを、それぞれ添加しても差支えない。

本発明の半４体封土用樹脂組成物は、上記した成分を、
ロール、ニーダ−、コニーダ等の常用の手段を用いて、
約６０〜９０″Ｃの温度で加熱混練することによって８
用型することができる。

〔実施例〕

拠−上 Ｏ−タレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当
量２００、軟化点６７°Ｃ）１００重量部、硬化剤とし
てのフェノールノボラック（水酸基当量１０５、軟化点
９０“Ｃ）５５重量部、充填剤としてのシリカ粉末４５
０重量部、離型剤としてのエステルワックス、“ヘキス
トワソクスＥ”　（商品名）２重量部、カンプリング剤
としての３−グリシドキンプロピルトリメトキシシラン
４重量部、そして硬化促進剤としての２−ウンデシルイ
ミダゾール２重量部からなる混合物に粉末状４フッ化エ
チレン／プロピレン共重合体１０重量部を添加した。

ここで使用した共重合体は、旭硝子（株）のものであっ
た。次いで、調製した配合物を熱ロールにて約７０〜９
０°Ｃで混練した。混練後、得られた組成物を６メンシ
ユパスの粉末とし、圧力３トン／　ｃｎｆのタブレット
（φ３５ｍｍ）を作製した。このタブレットを成形圧力
６０　ｋｇ　／　ｃｒＡ、成形時間３分間及び成形温度
１７０°Ｃでトランスファ成形し、得られた成形品の応
力（ｋｇ　／　ｃ＋＋！　）をピエゾ素子法により、曲
げ弾性率（ｋｇ／ｍｍ２）をＪＩＳ　Ｋ６９１１により
、吸水率（％）をプレッシャークツカーテスト（ＰＣＴ
試験；　　１２１’Ｃ１２気圧、■００％ＲＨ，２／１
時間）により、それぞれ測定した。下記の第１表に記載
するような満足し得る結果が得られた。

拠−１」ル較±） 前記例１に記載の手法を繰り返した。但し、本例の場合
、４７ノ化工チレン／プロピレン共重合体を使用しなか
った。得られた結果を下記の第１表に示す。

拠−主」止較開） 前記例１に記載の手法を繰り返した。但し、本例の場合
、４フフ化工チレン／プロピレン共重合体の代りに、シ
リコーン樹脂二東しシリコーン（株）製の５Ｉ１６０１
８　（商品名）１５重量部を使用した。得られた結果を
下記の第１表に示す。

芽−」−一衷 上記第１表の結果は、本発明に従い４フフ化工チレン／
プロピレン共重合体を添加することにより、耐ン！性の
劣化を少なくし、応力を低減できるということを示して
いる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、耐湿性の劣化を伴うことなく応力を低
減することができるので、信頼性の高い半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、次式により表わされる４フッ化エチレン／プロピレ
   ン共重合体： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中のｍ及びｎは自然数である） を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成
   物。 ２、前記４フッ化エチレン／プロピレン共重合体が基材
   樹脂としてのエポキシ樹脂１００重量部に対して０．１
   〜５０重量部の量で含まれる、特許請求の範囲第１項に
   記載のエポキシ樹脂組成物。