JP2003238660A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
- Publication number
- JP2003238660A JP2003238660A JP2002039250A JP2002039250A JP2003238660A JP 2003238660 A JP2003238660 A JP 2003238660A JP 2002039250 A JP2002039250 A JP 2002039250A JP 2002039250 A JP2002039250 A JP 2002039250A JP 2003238660 A JP2003238660 A JP 2003238660A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- semiconductor
- semiconductor device
- solder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 流動性に優れ、かつ耐半田クラック性に優れ
た特性を有するエポキシ樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 （Ａ）二核体含有量が１０〜６０％であ
る一般式（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノ
ール樹脂、（Ｃ）無機充填材及び（Ｄ）硬化促進剤を必
須成分と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。 【化１】 （式中、Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表
し、互いに同一もしくは異なっていてもよい。ａは０〜
３の整数。ｎは平均値で、１〜１０の正数）
た特性を有するエポキシ樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 （Ａ）二核体含有量が１０〜６０％であ
る一般式（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノ
ール樹脂、（Ｃ）無機充填材及び（Ｄ）硬化促進剤を必
須成分と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。 【化１】 （式中、Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表
し、互いに同一もしくは異なっていてもよい。ａは０〜
３の整数。ｎは平均値で、１〜１０の正数）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流動性、耐半田ク
ラック性に優れた特性を有する半導体封止用エポキシ樹
脂組成物及び半導体装置に関するものである。
ラック性に優れた特性を有する半導体封止用エポキシ樹
脂組成物及び半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子の封止方法
としてエポキシ樹脂組成物のトランスファー成形による
方法が低コスト、大量生産に適した方法として採用され
て久しく、信頼性もエポキシ樹脂や硬化剤であるフェノ
ール樹脂の改良により向上が図られてきた。しかし、近
年の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向に
おいて、半導体の高集積化も年々進み、又半導体装置の
表面実装化が促進されるなかで、半導体封止用エポキシ
樹脂組成物への要求は益々厳しいものとなってきてい
る。このため、従来からのエポキシ樹脂組成物では解決
できない問題点も出てきている。特に半導体装置の表面
実装化が一般的になっている現状では、吸湿した半導体
装置が半田リフロー処理時に高温にさらされ、半導体素
子やリードフレームとエポキシ樹脂組成物の硬化物との
界面に剥離が発生し、ひいては硬化物にクラックを生じ
るなど、半導体装置の信頼性を大きく損なう不良が生
じ、これらの不良の防止、即ち耐半田性の向上が大きな
課題となっている。
としてエポキシ樹脂組成物のトランスファー成形による
方法が低コスト、大量生産に適した方法として採用され
て久しく、信頼性もエポキシ樹脂や硬化剤であるフェノ
ール樹脂の改良により向上が図られてきた。しかし、近
年の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向に
おいて、半導体の高集積化も年々進み、又半導体装置の
表面実装化が促進されるなかで、半導体封止用エポキシ
樹脂組成物への要求は益々厳しいものとなってきてい
る。このため、従来からのエポキシ樹脂組成物では解決
できない問題点も出てきている。特に半導体装置の表面
実装化が一般的になっている現状では、吸湿した半導体
装置が半田リフロー処理時に高温にさらされ、半導体素
子やリードフレームとエポキシ樹脂組成物の硬化物との
界面に剥離が発生し、ひいては硬化物にクラックを生じ
るなど、半導体装置の信頼性を大きく損なう不良が生
じ、これらの不良の防止、即ち耐半田性の向上が大きな
課題となっている。
【０００３】更に環境負荷物質の撤廃の一環として、鉛
を含まない半田への代替が進められている。鉛を含まな
い半田では、従来の半田に比べ融点が高いため表面実装
時の半田リフロー温度は、これまでより２０℃程度高
く、２６０℃が必要とされる。鉛を含まない半田対応の
ための半田リフロー温度の変更によりエポキシ樹脂組成
物の硬化物と半導体素子、リードフレーム、インナーリ
ード上の各種メッキされた接合部分との各界面での剥離
に起因する半導体装置のクラックの問題が生じてきた。
これら半田クラックや剥離は、半田リフロー処理前の半
導体装置自身が吸湿し、半田リフロー処理時の高温下で
その水分が水蒸気爆発を起こすことによって生じると考
えられ、それを防ぐためにエポキシ樹脂組成物に低吸湿
性を付与するなどの手法がよく用いられている。その低
吸湿化の手法としては、例えばフェニル又はビフェニル
骨格等の低吸湿性骨格を有するエポキシ樹脂とフェノー
ル樹脂を用いてエポキシ樹脂組成物の硬化物の低吸湿化
を図る方法や低粘度型もしくは低溶融粘度型のエポキシ
樹脂とフェノール樹脂を用いてエポキシ樹脂組成物中の
無機充填材の高充填化によりエポキシ樹脂組成物の硬化
物の低吸湿化を図る方法等がある。しかしながらこれら
の手法を単独又は複合して用いたエポキシ樹脂組成物と
いえども鉛を含まない耐半田クラック性対応樹脂として
は不十分であった。このため２６０℃での表面実装時の
耐半田クラック性向上を目的として様々な改良が進めら
れてきたが、そのいずれにおいても完全なる解決策とは
ならず、更なる改良が望まれている。
を含まない半田への代替が進められている。鉛を含まな
い半田では、従来の半田に比べ融点が高いため表面実装
時の半田リフロー温度は、これまでより２０℃程度高
く、２６０℃が必要とされる。鉛を含まない半田対応の
ための半田リフロー温度の変更によりエポキシ樹脂組成
物の硬化物と半導体素子、リードフレーム、インナーリ
ード上の各種メッキされた接合部分との各界面での剥離
に起因する半導体装置のクラックの問題が生じてきた。
これら半田クラックや剥離は、半田リフロー処理前の半
導体装置自身が吸湿し、半田リフロー処理時の高温下で
その水分が水蒸気爆発を起こすことによって生じると考
えられ、それを防ぐためにエポキシ樹脂組成物に低吸湿
性を付与するなどの手法がよく用いられている。その低
吸湿化の手法としては、例えばフェニル又はビフェニル
骨格等の低吸湿性骨格を有するエポキシ樹脂とフェノー
ル樹脂を用いてエポキシ樹脂組成物の硬化物の低吸湿化
を図る方法や低粘度型もしくは低溶融粘度型のエポキシ
樹脂とフェノール樹脂を用いてエポキシ樹脂組成物中の
無機充填材の高充填化によりエポキシ樹脂組成物の硬化
物の低吸湿化を図る方法等がある。しかしながらこれら
の手法を単独又は複合して用いたエポキシ樹脂組成物と
いえども鉛を含まない耐半田クラック性対応樹脂として
は不十分であった。このため２６０℃での表面実装時の
耐半田クラック性向上を目的として様々な改良が進めら
れてきたが、そのいずれにおいても完全なる解決策とは
ならず、更なる改良が望まれている。
【０００４】一方エポキシ樹脂組成物には難燃剤成分と
して臭素原子含有難燃剤及び三酸化、四酸化、五酸化ア
ンチモンなどのアンチモン化合物が配合されている。し
かしながら、世界的環境保護意識の高まりの中、臭素原
子含有有機化合物やアンチモン化合物を使用しないで難
燃性を有するエポキシ樹脂組成物の要求が大きくなって
きている。更に半導体装置を１５０〜２００℃での高温
で長時間保管すると、難燃剤である臭素原子やアンチモ
ン化合物は半導体素子の抵抗値増加や金線の断線を引き
起こす要因となることが知られている。これの観点か
ら、臭素原子含有有機化合物やアンチモン化合物を使用
しない半導体封止用エポキシ樹脂組成物の開発が求めら
れている。
して臭素原子含有難燃剤及び三酸化、四酸化、五酸化ア
ンチモンなどのアンチモン化合物が配合されている。し
かしながら、世界的環境保護意識の高まりの中、臭素原
子含有有機化合物やアンチモン化合物を使用しないで難
燃性を有するエポキシ樹脂組成物の要求が大きくなって
きている。更に半導体装置を１５０〜２００℃での高温
で長時間保管すると、難燃剤である臭素原子やアンチモ
ン化合物は半導体素子の抵抗値増加や金線の断線を引き
起こす要因となることが知られている。これの観点か
ら、臭素原子含有有機化合物やアンチモン化合物を使用
しない半導体封止用エポキシ樹脂組成物の開発が求めら
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、流動性に優
れ、半導体素子、リードフレームなどの各種部材との接
着性の向上、低弾性率化による低応力化により、２６０
℃での基板実装時における半導体装置の耐半田クラック
性を著しく向上させ、更に臭素原子含有有機化合物、ア
ンチモン化合物を使用せずに難燃性を維持できる特性を
有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこれを用い
た半導体装置を提供するものである。
れ、半導体素子、リードフレームなどの各種部材との接
着性の向上、低弾性率化による低応力化により、２６０
℃での基板実装時における半導体装置の耐半田クラック
性を著しく向上させ、更に臭素原子含有有機化合物、ア
ンチモン化合物を使用せずに難燃性を維持できる特性を
有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこれを用い
た半導体装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、［１］（Ａ）
二核体含有量が１０〜６０％である一般式（１）で示さ
れるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）無機
充填材及び（Ｄ）硬化促進剤を必須成分とすることを特
徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
二核体含有量が１０〜６０％である一般式（１）で示さ
れるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）無機
充填材及び（Ｄ）硬化促進剤を必須成分とすることを特
徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
【０００７】
【化２】
（式中、Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表
し、互いに同一もしくは異なっていてもよい。ａは０〜
３の整数。ｎは平均値で、１〜１０の正数）
し、互いに同一もしくは異なっていてもよい。ａは０〜
３の整数。ｎは平均値で、１〜１０の正数）
【０００８】［２］第［１］項記載のエポキシ樹脂組成
物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする
半導体装置、である。
物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする
半導体装置、である。
【０００９】
【発明の実施の形態】一般式（１）で示される構造を有
し、二核体含有量が１０〜６０％の範囲にあるエポキシ
樹脂を用いた樹脂組成物の硬化物は、ガラス転移温度を
越えた高温域での弾性率が低く、低吸湿性であり、表面
実装の半田付け時における熱ストレスを低減させること
ができ、樹脂組成物の硬化物と半導体素子或いはリード
フレーム（４２アロイ、銅合金）との接着性に優れてお
り、剥離や樹脂組成物の硬化物のクラック発生を抑える
ことができ、優れたエポキシ樹脂組成物を得ることがで
きる。本発明では二核体含有量が１０〜６０％のエポキ
シ樹脂を用いるが、二核体とは一般式（１）においてｎ
＝１の構造をいう。二核体量はＧＰＣ（Ｇｅｌ Ｐｅｒ
ｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）法に
よりポリスチレン換算して求めた値である。即ち、東ソ
ー（株）製ＧＰＣカラム（Ｇ１０００Ｈ×Ｌ：１本、Ｇ
２０００Ｈ×Ｌ：２本、Ｇ３０００Ｈ×Ｌ：１本）を用
い、流量１．０ｃｍ3／６０秒、溶出溶媒としてテトラ
ヒドロフラン、カラム温度４０℃の条件で示差屈折計を
検出器に用いて測定しポリスチレン換算して求めた。二
核体含有量が下限値を下回ると硬化物の熱時低弾性率効
果が小さく、半田リフロー時の密着性に劣るうえに、エ
ポキシ樹脂の粘度が高くなりすぎ、成形時の樹脂組成物
の流動性が劣り、より一層の低吸湿化のための無機充填
材の高充填化が困難となる。二核体含有量が上限値を越
えるとエポキシ樹脂組成物の硬化性が低下し、離型性が
劣る。又、架橋密度の低下により熱時強度が低下し、耐
半田クラック性が低下するという問題がある。一般式
（１）のＲは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表
し、互いに同一もしくは異なっていてもよい。ａは０〜
３の整数。ｎは平均値で、１〜１０の正数である。ｎが
上限値を越えると樹脂の粘度が増大し、成形時の樹脂組
成物の流動性が劣り、より一層の低吸湿化のための無機
充填材の高充填化が不可能となる。
し、二核体含有量が１０〜６０％の範囲にあるエポキシ
樹脂を用いた樹脂組成物の硬化物は、ガラス転移温度を
越えた高温域での弾性率が低く、低吸湿性であり、表面
実装の半田付け時における熱ストレスを低減させること
ができ、樹脂組成物の硬化物と半導体素子或いはリード
フレーム（４２アロイ、銅合金）との接着性に優れてお
り、剥離や樹脂組成物の硬化物のクラック発生を抑える
ことができ、優れたエポキシ樹脂組成物を得ることがで
きる。本発明では二核体含有量が１０〜６０％のエポキ
シ樹脂を用いるが、二核体とは一般式（１）においてｎ
＝１の構造をいう。二核体量はＧＰＣ（Ｇｅｌ Ｐｅｒ
ｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）法に
よりポリスチレン換算して求めた値である。即ち、東ソ
ー（株）製ＧＰＣカラム（Ｇ１０００Ｈ×Ｌ：１本、Ｇ
２０００Ｈ×Ｌ：２本、Ｇ３０００Ｈ×Ｌ：１本）を用
い、流量１．０ｃｍ3／６０秒、溶出溶媒としてテトラ
ヒドロフラン、カラム温度４０℃の条件で示差屈折計を
検出器に用いて測定しポリスチレン換算して求めた。二
核体含有量が下限値を下回ると硬化物の熱時低弾性率効
果が小さく、半田リフロー時の密着性に劣るうえに、エ
ポキシ樹脂の粘度が高くなりすぎ、成形時の樹脂組成物
の流動性が劣り、より一層の低吸湿化のための無機充填
材の高充填化が困難となる。二核体含有量が上限値を越
えるとエポキシ樹脂組成物の硬化性が低下し、離型性が
劣る。又、架橋密度の低下により熱時強度が低下し、耐
半田クラック性が低下するという問題がある。一般式
（１）のＲは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表
し、互いに同一もしくは異なっていてもよい。ａは０〜
３の整数。ｎは平均値で、１〜１０の正数である。ｎが
上限値を越えると樹脂の粘度が増大し、成形時の樹脂組
成物の流動性が劣り、より一層の低吸湿化のための無機
充填材の高充填化が不可能となる。
【００１０】一般式（１）で示されるエポキシ樹脂は、
その特性が損なわれない範囲で他のエポキシ樹脂と併用
してもかまわないが、このエポキシ樹脂の配合量を調節
することにより、耐半田クラック性と難燃性を最大限に
引き出すことができる。これらの効果を引き出すために
は、一般式（１）で示されるエポキシ樹脂を全エポキシ
樹脂量に対して３０重量％以上、好ましくは５０重量％
以上の使用が望ましい。下限値を下回ると高温時の強度
や低吸湿性が十分に得られず、耐半田クラック性が不十
分となるおそれがあり、又難燃性も低下する傾向にある
からである。併用するエポキシ樹脂としては、分子内に
エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全
般を指す。例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エ
ポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エ
ポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型
エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェ
ノールアラルキル（ビフェニレン骨格を有する）型エポ
キシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂などが挙げられ
る。又これらは単独でも混合して用いてもよい。
その特性が損なわれない範囲で他のエポキシ樹脂と併用
してもかまわないが、このエポキシ樹脂の配合量を調節
することにより、耐半田クラック性と難燃性を最大限に
引き出すことができる。これらの効果を引き出すために
は、一般式（１）で示されるエポキシ樹脂を全エポキシ
樹脂量に対して３０重量％以上、好ましくは５０重量％
以上の使用が望ましい。下限値を下回ると高温時の強度
や低吸湿性が十分に得られず、耐半田クラック性が不十
分となるおそれがあり、又難燃性も低下する傾向にある
からである。併用するエポキシ樹脂としては、分子内に
エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全
般を指す。例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エ
ポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エ
ポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型
エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェ
ノールアラルキル（ビフェニレン骨格を有する）型エポ
キシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂などが挙げられ
る。又これらは単独でも混合して用いてもよい。
【００１１】本発明に用いるフェノール樹脂としては、
分子内にフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴ
マー、ポリマー全般を指し、例えばフェノールノボラッ
ク樹脂、クレゾールノボラック樹脂、テルペン変性フェ
ノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹
脂、トリフェノールメタン型樹脂、フェノールアラルキ
ル（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格を有する）樹
脂、ナフトールアラルキル樹脂などが挙げられる。又こ
れらは単独でも混合して用いてもよい。本発明に用いら
れる全エポキシ樹脂のエポキシ基と全フェノール樹脂の
フェノール性水酸基の当量比としては、好ましくは０．
５〜２であり、特に０．７〜１．５がより好ましい。
０．５〜２の範囲を外れると、耐湿性、硬化性などが低
下するので好ましくない。
分子内にフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴ
マー、ポリマー全般を指し、例えばフェノールノボラッ
ク樹脂、クレゾールノボラック樹脂、テルペン変性フェ
ノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹
脂、トリフェノールメタン型樹脂、フェノールアラルキ
ル（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格を有する）樹
脂、ナフトールアラルキル樹脂などが挙げられる。又こ
れらは単独でも混合して用いてもよい。本発明に用いら
れる全エポキシ樹脂のエポキシ基と全フェノール樹脂の
フェノール性水酸基の当量比としては、好ましくは０．
５〜２であり、特に０．７〜１．５がより好ましい。
０．５〜２の範囲を外れると、耐湿性、硬化性などが低
下するので好ましくない。
【００１２】本発明に用いる無機充填材としては、特に
制限はなく、一般に封止材料に使用されているものを使
用することができる。例えば溶融シリカ、結晶シリカ、
２次凝集シリカ、アルミナ、チタンホワイト、窒化珪素
などが挙げられ、これらは単独でも混合して用いてもよ
い。これらの内では、球形度の高い溶融シリカを全量或
いは一部破砕シリカと併用することが望ましい。無機充
填材の平均粒径としては５〜３０μｍ、最大粒径として
は１５０μｍ以下が好ましく、特に平均粒径５〜２０μ
ｍ、最大粒径７４μｍ以下が好ましい。又粒子の大きさ
の異なるものを混合することにより充填量を多くするこ
とができる。無機充填材は、予めシランカップリング剤
などで表面処理されているものを用いてもよい。更に無
機充填材の含有量としては、全エポキシ樹脂組成物中７
０〜９４重量％が好ましい。加熱されても燃焼しない無
機充填材は、炎に曝されたときに熱エネルギーを奪い、
エポキシ樹脂組成物の硬化物の難燃性を向上させる作用
がある。配合量が下限値を下回ると、熱容量が小さなエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物となり、難燃試験において燃
焼し易くなるので好ましくない。上限値を越えると、成
形時の流動性が劣るので好ましくない。
制限はなく、一般に封止材料に使用されているものを使
用することができる。例えば溶融シリカ、結晶シリカ、
２次凝集シリカ、アルミナ、チタンホワイト、窒化珪素
などが挙げられ、これらは単独でも混合して用いてもよ
い。これらの内では、球形度の高い溶融シリカを全量或
いは一部破砕シリカと併用することが望ましい。無機充
填材の平均粒径としては５〜３０μｍ、最大粒径として
は１５０μｍ以下が好ましく、特に平均粒径５〜２０μ
ｍ、最大粒径７４μｍ以下が好ましい。又粒子の大きさ
の異なるものを混合することにより充填量を多くするこ
とができる。無機充填材は、予めシランカップリング剤
などで表面処理されているものを用いてもよい。更に無
機充填材の含有量としては、全エポキシ樹脂組成物中７
０〜９４重量％が好ましい。加熱されても燃焼しない無
機充填材は、炎に曝されたときに熱エネルギーを奪い、
エポキシ樹脂組成物の硬化物の難燃性を向上させる作用
がある。配合量が下限値を下回ると、熱容量が小さなエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物となり、難燃試験において燃
焼し易くなるので好ましくない。上限値を越えると、成
形時の流動性が劣るので好ましくない。
【００１３】本発明に用いる硬化促進剤は、エポキシ樹
脂とフェノール樹脂の反応を促進できるものであれば特
に限定しないが、例えば１，８−ジアザビシクロ（５，
４，０）ウンデセン−７、トリブチルアミン等のアミン
化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホス
フォニウム・テトラフェニルボレート塩などの有機リン
系化合物、２−メチルイミダゾールなどのイミダゾール
化合物などが挙げられ、これらは単独でも混合して用い
てもよい。
脂とフェノール樹脂の反応を促進できるものであれば特
に限定しないが、例えば１，８−ジアザビシクロ（５，
４，０）ウンデセン−７、トリブチルアミン等のアミン
化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホス
フォニウム・テトラフェニルボレート塩などの有機リン
系化合物、２−メチルイミダゾールなどのイミダゾール
化合物などが挙げられ、これらは単独でも混合して用い
てもよい。
【００１４】本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜
（Ｄ）成分の他、必要に応じてエポキシシランなどのシ
ランカップリング剤、カーボンブラックなどの着色剤、
シリコーンオイル、シリコーンゴムなどの低応力成分、
天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸及びその金属
塩類もしくはパラフィンなどの離型剤、酸化防止剤など
の各種添加剤を配合することができる。本発明のエポキ
シ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分及びその他の添加
剤等を、ミキサーを用いて常温混合し、ロール、押出機
等の混練機で混練して、冷却後粉砕して得られる。本発
明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の電子
部品を封止し、半導体装置を製造するには、トランスフ
ァーモールド、コンプレッションモールド、インジェク
ションモールドなどの従来からの成形方法で硬化成形す
ればよい。本発明のエポキシ樹脂組成物が適用される半
導体装置としては、ＱＦＰ、ＳＯＰ、ＴＳＯＰ、ＢＧ
Ａ、その他特に限定はしない。
（Ｄ）成分の他、必要に応じてエポキシシランなどのシ
ランカップリング剤、カーボンブラックなどの着色剤、
シリコーンオイル、シリコーンゴムなどの低応力成分、
天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸及びその金属
塩類もしくはパラフィンなどの離型剤、酸化防止剤など
の各種添加剤を配合することができる。本発明のエポキ
シ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分及びその他の添加
剤等を、ミキサーを用いて常温混合し、ロール、押出機
等の混練機で混練して、冷却後粉砕して得られる。本発
明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の電子
部品を封止し、半導体装置を製造するには、トランスフ
ァーモールド、コンプレッションモールド、インジェク
ションモールドなどの従来からの成形方法で硬化成形す
ればよい。本発明のエポキシ樹脂組成物が適用される半
導体装置としては、ＱＦＰ、ＳＯＰ、ＴＳＯＰ、ＢＧ
Ａ、その他特に限定はしない。
【００１５】
【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。配合割合は重量部とす
る。 実施例１ 式（２）で示されるエポキシ樹脂（軟化点７０℃、エポキシ当量２８０、二核 体含有量２９％） ８．６重量部
れらに限定されるものではない。配合割合は重量部とす
る。 実施例１ 式（２）で示されるエポキシ樹脂（軟化点７０℃、エポキシ当量２８０、二核 体含有量２９％） ８．６重量部
【００１６】
【化３】
【００１７】
式（３）で示されるフェノール樹脂（軟化点７７℃、水酸基当量１７４）
５．３重量部
【００１８】
【化４】
【００１９】
溶融球状シリカ（平均粒径１５μｍ） ８５．０重量部
１、８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、ＤＢＵという
）
０．２重量部
カーボンブラック ０．４重量部
カルナバワックス ０．５重量部
を常温でミキサーを用いて混合した後、二軸ロールを用
いて混練して、冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得
た。得られたエポキシ樹脂組成物を以下の方法で評価し
た。結果を表１に示す。
いて混練して、冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得
た。得られたエポキシ樹脂組成物を以下の方法で評価し
た。結果を表１に示す。
【００２０】評価方法
スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイ
ラルフロー測定用の金型を用いて、金型温度１７５℃、
注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒で測定した。
単位はｃｍ。 熱時曲げ強度・熱時曲げ弾性率：金型温度１７５℃、注
入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒にて、１０×８
０×４ｍｍの試験片を成形し、１７５℃、８時間の後硬
化を行い、２４０℃での曲げ強度・弾性率をＪＩＳ Ｋ
６９１１に準じて測定した。単位はＮ／ｍｍ2。 硬化性：エポキシ樹脂組成物を、金型温度１７５℃、注
入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒にて、１０×８
０×４ｍｍの試験片を成形し、型開き１０秒後のバコー
ル硬度（Ｎｏ９３５）を測定した値。バコール硬度は硬
化性の指標であり、数値が大きい方が硬化性良好であ
る。 吸湿率：低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度
１７５℃、注入圧力７．５ＭＰａ、硬化時間１２０秒で
直径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を成形し、１７５℃、
８時間で後硬化し、８５℃、相対湿度８５％の環境下で
１６８時間放置し、重量変化を測定して吸湿率を求め
た。単位は重量％。 耐半田性：１００ピンＴＱＦＰパッケージ（パッケージ
サイズは１４×１４ｍｍ、厚み１．４ｍｍ、シリコンチ
ップのサイズは、８．０×８．０ｍｍ、リードフレーム
は４２アロイ製）を金型温度１７５℃、注入圧力７．５
ＭＰａ、硬化時間１２０秒で成形を行い、１７５℃で８
時間の後硬化をした。成形品パッケージを８５℃、相対
湿度８５％の環境下で１６８時間放置し、その後成形品
パッケージを別々に２４０℃と２６０℃の半田槽に１０
秒間浸漬した。各試験には、それぞれ２０個のパッケー
ジを使用した。顕微鏡でパッケージを観察し、外部クラ
ック率［（クラック発生パッケージ数）／（全パッケー
ジ数）×１００］を％で表示した。又チップとエポキシ
樹脂組成物の硬化物との剥離面積の割合を、超音波探傷
装置を用いて測定し、剥離率［（剥離面積）／（チップ
面積）×１００］を％で表示した。 難燃性：トランスファー成形機を用いて、金型温度１７
５℃、注入圧力７ＭＰａ、硬化時間１２０秒で、長さ１
２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚さ３．２ｍｍと１．６ｍ
ｍの成形品を成形し、ＵＬ−９４に準じて、ΣＦ、Ｆｍ
ａｘを測定し、難燃性を判定した。 高温保管特性：模擬素子を２５μｍ径の金線で配線した
１６ピンＳＯＰを１８５℃の高温槽で処理し、一定時間
ごとピン間の抵抗値を測定した。初期値の抵抗値から２
０％抵抗値が増大したパッケージ数が１５個中８個以上
になった高温槽処理時間を高温保管特性として表示し
た。この時間が長いと、高温安定性に優れていることを
示す。
ラルフロー測定用の金型を用いて、金型温度１７５℃、
注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒で測定した。
単位はｃｍ。 熱時曲げ強度・熱時曲げ弾性率：金型温度１７５℃、注
入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒にて、１０×８
０×４ｍｍの試験片を成形し、１７５℃、８時間の後硬
化を行い、２４０℃での曲げ強度・弾性率をＪＩＳ Ｋ
６９１１に準じて測定した。単位はＮ／ｍｍ2。 硬化性：エポキシ樹脂組成物を、金型温度１７５℃、注
入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒にて、１０×８
０×４ｍｍの試験片を成形し、型開き１０秒後のバコー
ル硬度（Ｎｏ９３５）を測定した値。バコール硬度は硬
化性の指標であり、数値が大きい方が硬化性良好であ
る。 吸湿率：低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度
１７５℃、注入圧力７．５ＭＰａ、硬化時間１２０秒で
直径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円板を成形し、１７５℃、
８時間で後硬化し、８５℃、相対湿度８５％の環境下で
１６８時間放置し、重量変化を測定して吸湿率を求め
た。単位は重量％。 耐半田性：１００ピンＴＱＦＰパッケージ（パッケージ
サイズは１４×１４ｍｍ、厚み１．４ｍｍ、シリコンチ
ップのサイズは、８．０×８．０ｍｍ、リードフレーム
は４２アロイ製）を金型温度１７５℃、注入圧力７．５
ＭＰａ、硬化時間１２０秒で成形を行い、１７５℃で８
時間の後硬化をした。成形品パッケージを８５℃、相対
湿度８５％の環境下で１６８時間放置し、その後成形品
パッケージを別々に２４０℃と２６０℃の半田槽に１０
秒間浸漬した。各試験には、それぞれ２０個のパッケー
ジを使用した。顕微鏡でパッケージを観察し、外部クラ
ック率［（クラック発生パッケージ数）／（全パッケー
ジ数）×１００］を％で表示した。又チップとエポキシ
樹脂組成物の硬化物との剥離面積の割合を、超音波探傷
装置を用いて測定し、剥離率［（剥離面積）／（チップ
面積）×１００］を％で表示した。 難燃性：トランスファー成形機を用いて、金型温度１７
５℃、注入圧力７ＭＰａ、硬化時間１２０秒で、長さ１
２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚さ３．２ｍｍと１．６ｍ
ｍの成形品を成形し、ＵＬ−９４に準じて、ΣＦ、Ｆｍ
ａｘを測定し、難燃性を判定した。 高温保管特性：模擬素子を２５μｍ径の金線で配線した
１６ピンＳＯＰを１８５℃の高温槽で処理し、一定時間
ごとピン間の抵抗値を測定した。初期値の抵抗値から２
０％抵抗値が増大したパッケージ数が１５個中８個以上
になった高温槽処理時間を高温保管特性として表示し
た。この時間が長いと、高温安定性に優れていることを
示す。
【００２１】実施例２〜８、比較例１〜３
表１の処方に従って配合し、実施例１と同様にしてエポ
キシ樹脂組成物を得、実施例１と同様にして評価した。
結果を表１に示す。実施例２〜８、比較例１〜３で用い
た原料は、以下の性状のものである。式（４）で示され
るエポキシ樹脂（軟化点５８℃、エポキシ当量２７１、
二核体含有量５５％）
キシ樹脂組成物を得、実施例１と同様にして評価した。
結果を表１に示す。実施例２〜８、比較例１〜３で用い
た原料は、以下の性状のものである。式（４）で示され
るエポキシ樹脂（軟化点５８℃、エポキシ当量２７１、
二核体含有量５５％）
【００２２】
【化５】
【００２３】式（５）で示されるエポキシ樹脂（軟化点
７９℃、エポキシ当量２９７、二核体含有量１４％）
７９℃、エポキシ当量２９７、二核体含有量１４％）
【００２４】
【化６】
【００２５】式（６）で示されるエポキシ樹脂（軟化点
７４℃、エポキシ当量２９１、二核体含有量３１％）
７４℃、エポキシ当量２９１、二核体含有量３１％）
【００２６】
【化７】
【００２７】式（７）で示されるエポキシ樹脂（軟化点
４８℃、エポキシ当量２６３、二核体含有量７２％）
４８℃、エポキシ当量２６３、二核体含有量７２％）
【００２８】
【化８】
【００２９】式（８）で示されるエポキシ樹脂（軟化点
８７℃、エポキシ当量３３５、二核体含有量７％）
８７℃、エポキシ当量３３５、二核体含有量７％）
【００３０】
【化９】
【００３１】ビフェニル型エポキシ樹脂（油化シェルエ
ポキシ（株）製、ＹＸ−４０００ＨＫ、融点１０５℃、
エポキシ当量１９０）
ポキシ（株）製、ＹＸ−４０００ＨＫ、融点１０５℃、
エポキシ当量１９０）
【００３２】フェノールノボラック型フェノール樹脂
（融点８１℃、水産基当量１０５）
（融点８１℃、水産基当量１０５）
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、流動性
に優れ、半導体素子、リードフレームなどの各種部材と
の接着性の向上、硬化物の高温時における低弾性率化に
よる低応力化により、２６０℃での基板実装時における
半導体装置の耐半田クラック性を著しく向上させ、更に
臭素原子含有有機化合物、アンチモン化合物を使用せず
にＵＬ−９４でのＶ−０を維持し、Ｖ−０判定基準とな
るΣＦ、Ｆｍａｘの値も小さく、より難燃性の優れた特
性を有している。
に優れ、半導体素子、リードフレームなどの各種部材と
の接着性の向上、硬化物の高温時における低弾性率化に
よる低応力化により、２６０℃での基板実装時における
半導体装置の耐半田クラック性を著しく向上させ、更に
臭素原子含有有機化合物、アンチモン化合物を使用せず
にＵＬ−９４でのＶ−０を維持し、Ｖ−０判定基準とな
るΣＦ、Ｆｍａｘの値も小さく、より難燃性の優れた特
性を有している。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ
23/31
Ｆターム(参考） 4J002 CC032 CD041 DE136 DE146
DJ006 DJ016 EN027 EU097
EW137 EW177 FD016 FD142
FD157 GQ05
4J036 AE05 CD07 DC05 DC06 DC09
DD07 FB07 GA06 JA07
4M109 AA01 BA01 CA21 CA22 EA03
EB03 EB04 EB12 EC01 EC03
EC20
Claims (2)
- 【請求項１】 （Ａ）二核体含有量が１０〜６０％であ
る一般式（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノ
ール樹脂、（Ｃ）無機充填材及び（Ｄ）硬化促進剤を必
須成分と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。 【化１】 （式中、Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表
し、互いに同一もしくは異なっていてもよい。ａは０〜
３の整数。ｎは平均値で、１〜１０の正数） - 【請求項２】 請求項１記載のエポキシ樹脂組成物を用
いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002039250A JP2003238660A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002039250A JP2003238660A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003238660A true JP2003238660A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27780342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002039250A Pending JP2003238660A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003238660A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005314565A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP5577703B2 (ja) * | 2008-01-25 | 2014-08-27 | 富士通株式会社 | 部品実装方法 |
| KR101437141B1 (ko) | 2010-12-31 | 2014-09-02 | 제일모직주식회사 | 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자 |
-
2002
- 2002-02-15 JP JP2002039250A patent/JP2003238660A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005314565A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP5577703B2 (ja) * | 2008-01-25 | 2014-08-27 | 富士通株式会社 | 部品実装方法 |
| KR101437141B1 (ko) | 2010-12-31 | 2014-09-02 | 제일모직주식회사 | 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4692885B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2000281750A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP4040367B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP4250987B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2003213084A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP5098125B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2004352894A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2003105059A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JPH08337634A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 | |
| JPH10158360A (ja) | エポキシ樹脂組成物 | |
| JP2006104393A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2005281584A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2003171445A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2001240725A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2003064157A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP4040370B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP5673613B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2003160635A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2003212962A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2003048961A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2003096159A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2003171444A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP4687195B2 (ja) | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP2005132890A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
| JP4380292B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041130 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061122 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061128 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070320 |