JPS6377922A - 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】 〔概賛〕 本発明は半導体封止用エポキシ樹脂組成物に係り、特に
アルミ配線変形やバッジベージ冒ンク２ツクなどの原因
となる収縮応力を低（抑えた半導体封止用エポキシ樹脂
組成物に関する。

〔産業上の利用分野〕

１？ ＩＣ，ＬＳＩのｔ子Φ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。

セラミックを用いたハーメチックシール方式に比十亀 べて安価で量産生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、電気的特性に優れ安価なエポキシ樹脂が一般的に
用いられる。

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。丁なわち樹脂封止ＬＳ
Ｉは樹脂とＳｔ−チツプい５熱膨張係数の異なる材料で
できているため、この材料間に応力が働きＬＳＩが損傷
するということである。ｔこＯ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損傷を
受けやすくなる。応力によろＬＳＩの損傷モードとして
は、アルミ配線の変形や断線パッシベ−ジョンクラック
、パッケージクラ、りなどがある。このことからチップ
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
脂の開発が必要となってきた。

〔従来の技術及び問題点〕

Ｓ１チツプが封止樹脂（硬化物）から受けろ応力（σ）
は荒い近似により次式により表されろ。

σ＝に・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（１１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、可とう性行与剤など
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
した樹脂の耐湿性、耐熱ａ、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（１１式から硬化した樹脂の熱膨張
係数？下げることも有効な手段と考えられろ。

しかし、熱膨張係数を低下するために無機５１してん剤
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、樹脂が金製内の隅々まで
行き届かない未充てん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、従来技術では応力を低減しようとすると耐湿
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４ことは極めて困難であった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、１分子中
にエポキシ基２個以上を含むエポキシ樹脂１００重量部
に対し、 （１）４フツ化エチレンとエチレンの共１合体０．１〜
５０重量部 （２）無機質充てん剤　　　２００〜６００重′ｊｌｔ
部含むことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物はゴム弾性を
有する４フツ化エチレンとエチレンの共１合体を添加す
ることを特徴とする。これＫより、硬化物の弾性ａｔ低
減でき応力を下げることができろ。また、４フツ化エチ
レンとエチレンの共重合体は、フッ素樹脂の特性を有す
るため耐湿性。

耐熱性の劣化のない組成物を得ることができる。

本発明において用いられろ４フツ化エチレンとエチレン
の共重合体は特に限定されないが好ましくはパウダー状
のものがより応力を低減できる。

これはパウダー状であると樹脂中Ｋｍ島構造となって拡
散するからである。

本発明におい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ｔ−２個以上含む多官能エポキシ樹脂
であればその他％に制限はないが。

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好ましい。

また硬化剤としては、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７エノール樹脂
、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
フェニルエーテルナトのアミン化合物などがあげられる
。この中で耐湿性などの点からノボラック型フェノール
樹脂が好ましい。

本発明において使用される硬化促進剤Ｅしてはトリエタ
ノールアミン、テトラメチルペタンジアミン等の第３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などの第４級ア／モニウム塩、２−
メチルイミダゾール、２−クンデシリイミダゾール、２
−メチル−４−メチルイミダゾール、ｌ−アジン−２−
メチルイミダゾールなど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などのホスフィン化合
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忰フェニルボレート塩など
が挙げられるが、硬化反応を促進する作用がある物質で
あれば特に限定しな（・。

本発明において、無機質充てん材が使用されろ。

無機質充てん材としては、シリカ、アルミナ、炭酸カル
シウムなどが用いられろ。無機質光てん材の添加量は２
００〜６００部が好ましい。

また、カップリング剤として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）チタネートな
どのチタン系カップリング剤を、離型剤としてカルバナ
ワックス、ステアリン酸およびその金属塩、モンクン酸
、エステルワックス等を、さらに難燃性を高めるために
臭素化工ぜキシ樹脂や三酸化アンチモンなどを、さらｉ
Ｃ顔料とじ℃カーボンブラックなどを添加しても差支え
な−・。

〔実施例〕

クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２
００．軟化点７０℃）１００部、フェノールノボラック
（水酸基当１ｉ１０５．軟化点９０℃）５５部、シリカ
粉末４５０部、２−ウンデシルイミダゾール２ｎ、エス
テルワックス２部、３−グリシドキシグロビルトリメト
キシシラン４部に４７フ化エチレンとエチレンの共重合
体の粉末１ｏｓを加えたものを熱ロール７０〜９０℃で
混練した。混練後６メツシ、バスのパウダーとし、圧力
３ｔｏｎ／Ｃｌｌ０タブレツトを作製した。このタブレ
フｌ−圧力６０Ｋｇ／ｄ、成形時間３分、成形温度１７
０℃で成形し、ピエゾ素子法により応力。

曲げ弾性Ｘ、プレッシャークツカーテスト（ＰＣＴ。

１２１℃、２ａｔｍ、１００＊ＲＨ，２４ｈ）による吸
水藁全測定した。

〔比較例〕

４フツ化エチレンとエチレンの共重合体を添加しなかっ
た他は実施例と同様の組成で同様の評価を行った０ 表に実施例、比較例について、ピエゾ素子法による応力
、曲げ弾性本、ＰＣＴによる吸水！？示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、表に示すごと（４７）化エチレンとエ
チレンの共重合体を添加することにより耐湿性の劣化な
く応力を低減できるため、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分子中に２個以上のエポキシ基を含むエポキシ樹脂１
   ００重量部に対し、 （１）一般式 〔ＣＦ＿２−ＣＦ＿２〕＿ｍ−〔ＣＨ＿２−ＣＨ＿２〕
   ＿ｎで示される４フッ化エチレンとエチレンの共重合体
   を０．１〜５０重量部 （２）無機質充てん材２００〜６００重量部含むことを
   特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物