JPH01188519A - エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止型半導体装置 - 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、エポキシ樹脂組成物に関し、更に詳シ樹脂組
成物で封止された樹脂封止型半導体装置に関する。

（従来の技術） 近年電子部品の小型化や薄層化への指向及び集積度の増
大に伴い、耐熱性、耐クラツク性、耐湿性、電気特性等
のバランスがとれたモールド用樹脂の開発が望まれてい
る。

従来、電子部品のモールド用樹脂としてはフェノール樹
脂硬化のエポキシ樹脂組成物が使用されてきた。しかし
、この樹脂組成物は近年の半導体封止用樹脂として要求
される前記特性を満たしていなかった。

この強度及びガラス転移温度の向上は耐クラツク等性の
改良に有効であるが、硬化触媒、マトリックス樹脂など
を変えることによる改良は、信頼性などの他特性をそこ
なう場合が多い。

また一方で上記組成物の他にシリコーン系化合物、グラ
フトゴム共重合体などを添加又は反応させることにより
、樹脂硬化物の内部応力の低下を図っているが、この樹
脂組成物を用いて成形品をモールドした場合、十分な内
部応力の低下が得られる量を添加すると、成形品自体の
強度の低下、またはガラス転移温度の低下などをまねき
、例えば冷熱衝撃を与えると、樹脂クラックを生じたり
、耐湿性が悪くなるというような欠点がある。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 本発明は、この様な従来のエポキシ樹脂に見られる難点
を改良し、高強度、高ガラス転移温度を示すエポキシ樹
脂を提供することにあり、またこれにより信頼性の高い
樹脂封止型半導体装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段及び作用）従来のエポキシ
樹脂成形材料の充填剤の表面処理は、一方の末端にマト
リクス樹脂と反応性の基を有するアルコキシシラン化合
物を用いているが、本発明においては両末端にアルコキ
シシランを有する化合物を用いることにより、フィラー
の表面処理効果を上げ、耐クラツク性の向上をはかった
ものである。

＝４− すなわち、本発明の第１の発明は （ａ）：エポキシ樹脂 （ｂ）二ノボラック型フェノール樹脂 （ｃ）：有機ホスフィン化合物 Ｒ□　　５１ （Ｒ１Ｒ２Ｒ３はアルコキシ基又はアルキル基を示し、
Ｒ１Ｒ２Ｒ３の内掛なくとも１つアルコキシ基を含む。

Ｒ，、Ｒ２，Ｒ３は同じでも異なっていても良い。Ｒ４
は２価の有機基を示す） で示される両末端アルコキシシラン化合物。

（ｅ）：無機質充填剤 を必須成分として成ることを特徴とするエポキシ樹脂組
成物である。更に本発明の第２の発明は、前記第１の発
明に係るエポキシ樹脂組成物の硬化物により封止されて
成ることを特徴とする樹脂封止型半導体装置に関するも
のである。

ここで（ｂ）のノボラック型フェノール樹脂は硬化剤と
して用いられ、又（ｃ）の有機ホスフィン化金物は硬化
触媒として用いられる。さらに（ｄ）の−船人において
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のアルコキシ基としては例えば−〇Ｃ
Ｈ３，−０ＣＲ２ＣＨ３，−ＱＣ）Ｉ２ＣＨ２０ＣＨ３
等があげられ、アルキル基としては−ＣＨ３，−〇〇２
Ｃ８３等があげられる。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

本発明において用いるエポキシ樹脂（ａ）成分は通常知
られているものであり、特に限定されない。

これは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、クレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂などグリシジルエーテル型エポキ
シ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジ
ルアミン型エポキシ樹脂、線状樹脂肪族エポキシ樹脂、
脂環式エポキシ樹脂。

複素環型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂など一
分子中にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂が挙
げられる。これらエポキシ樹脂は１種もしくは２種以上
の混合系で用いてもよい。またこれらエポキシ樹脂は塩
素イオンの含有量が１０ｐｐｍ以下、加水分解性塩素の
含有量０．１重量％以下のものが望ましい。いまエポキ
シ樹脂としては特にグリシジルエーテル型エポキシ樹脂
が最も適しており、特にエポキシ当量１７０〜３００の
ノボラック型エポキシ梗脂を用いた場合に優れた特性を
得ることができる。

本発明において用いる硬化剤としてのノボラック型フェ
ノール樹脂（ｂ）としては、フェノールノボラック樹脂
、クレゾールノボラック樹脂、　ｔｅｒｔ＝ブチルフェ
ノールノボラック梗脂、ノニルフェノールノボラック樹
脂などが挙げられる。

これらのフェノール樹脂は１種又は２種以上の混合系で
用いてもさしつかえない。しかして、前記エポキシ樹脂
（ａ）とフェノール樹脂（ｂ）との配合比率は、エポキ
シ樹脂のエポキシ当量とフェノール樹脂のフェノール性
水酸基当量の当量比（エポキシ当量１０Ｈ当量）が０．
５〜１．５になるようにすることが好ましい。当量比が
この範囲からはずれると強度が低下してしまうので好ま
しくない。

一方、本発明において用い得る両末端アルコキシシラン
化合物は一般式 ％式％ （Ｒ１ＲｚＲ３はアルコキシ基又はアルキル基で、Ｒ，
Ｒ２Ｒ３の内掛なくとも１つはアルコキシ基を含む。Ｒ
４は２価の有機基を示す。）で示され、例えば（ｃＨ３
０）３Ｓｉ−（ｃＨ２）ｙＳｉ（ＯＣＨ３）３（ｎ＞１
）などが上げられる。

また本発明において用いられ得るエポキシ基を有するシ
ランカップリング剤としては例えばβ−（３，４−エポ
キシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシランなどが上げられ
る。

また、本発明において用いられ得る低応力剤としては、
有機ゴム粉末としては、天然ゴム、共重合ゴム、グラフ
トゴム、ＡＢＳ、　ＭＢＳなどが上げられ、無機ゴム粉
末としては、シリコーンゴム粉末、液状ゴムとしては、
共重合体液状ゴム、液状シリコーン化合物などが上げら
れる。これらの低応力剤は添加又は反応させて用いるこ
とができる。

＝８＝ 本発明において用いる無機質充填剤としては、例えば溶
融シリカ粉末、結晶性シリカ粉末、ガラス繊維、タルク
、アルミナ粉、ケイ酸カルシウム粉、炭酸カルシウム粉
、硫酸バリウム粉、マグネシウム粉など挙げられ、これ
らの中で溶融シリカ粉や結晶性シリカ粉が最も好ましい
。これらの無機質充填剤は、１種もしくは２種以上の混
合系で用いてさしつかえない。

前記（ａ）成分〜（ｅ）成分を必須成分とする本発明に
係るエポキシ樹脂組成物は、必要に応じて、他の添加成
分、例えば天然ワックス類２合成ワックス類、直鎖脂肪
酸の金属塩、酸アミド類、エステル類もしくはパラフィ
ン類などの離型剤、塩素化パラフィン、ブロム１〜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、カーボンブラックなどの着色剤などを適宜添加し
てもさしつかえない。そして、例えばミキサーによって
充分混合後、さらに熱ロールによる溶融混合処理又はニ
ーダ−などによる混合処理を加えることにより均一に混
合された後、コンプレッション、トランスファー又はイ
ンジェクション成形に供される。

本発明において特に注目すべきことは、エポキシ樹脂組
成物中に両末端にアルコキシシランを有する化合物を添
加する点である。無機質充填剤の表面処理剤として、末
端エポキシシランカップリング剤系のみの添加樹脂組成
に比べ高強度の硬化物が得られ、低応力化剤の添加によ
り生ずる強度の低下を改善でき、耐クラツク性等の信頼
性に優れた樹脂組成物が得られる。

一方本発明による樹脂封止型半導体装置は、前記したエ
ポキシ樹脂組成物を用いて半導体装置を封止することに
より容易に製造することができる。

封止法の最も一般的な方法は低圧トランスファ成形法が
あるが、インジェクション成形、圧縮成形。

注型などによる封止法も適用できることはいうまでもな
いことである。

封止用エポキシ樹脂組成物による封止に際して、加熱硬
化により、最終的にはこの組成物の硬化物によって封止
された樹脂封止型半導体装置を得ることができる。硬化
に際しては１５０℃以上に加熱することが望ましい。

本発明でいう半導体装置とは集積回路、大規模集積回路
、トランジスタ、サイリスタ、ダイオードなどであって
、特にこれらに限定されるものではない。

（実施例） 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に何等限定されるものではない。

実施例１〜３ エポキシ当量１９８のクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂　（Ａ）臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂　　　　（Ｂ）分子量７００のフェノールノボラック
樹脂　　　　　（ｃ）溶融シリカ粉　　　　　　　　　
　　　　　　　　（Ｄ）三酸化アンチモン　　　　　　
　　　　　　　　　（Ｅ）シランカップリング剤（Ａ−
１８７）　　　　　　　　　　（Ｆ）トリフェニルホス
フィン　　　　　　　　　　　　（Ｇ）１．２−ビス（
トリメトキシシリル）エタン　　　　　　（Ｈ）グラフ
ト重合ゴム（ＭＢＳ）　　　　　　　　　　　　　（Ｉ
）ジメチルシリコーンオイル（分子量１０，０００）　
　　　　（Ｊ）シリーコン硬化粉　　　　　　　　　　
　　　　（Ｋ）カルナバワックス　　　　　　　　　　
　　　　　（Ｌ）を第１表に示される割合（重量部）で
混合し、ミキサー混合後ロールで混練し、冷却後粉砕し
てエポキシ樹脂系成形材料とした。

比較例１，２ 第１表に示した割合で樹脂、硬化剤、溶融シリカ粉、カ
ップリング剤、変成剤等を配合し、実施例と同様の操作
により比較対照用の成形材料を得た。

（以下余白） さらに、実施例及び比較例の成形材料で１８０℃３分間
のトランスファ成形条件で試験片をつくり曲げ強度、曲
げ弾性率、ガラス転移点、熱膨張率の測定を行った。こ
の結果を第２表に示す。

（以下余白） 次に耐熱サイクル衝撃試験（ＴＣＴ）を行った。

実施例ならびに比較例の各種エポキシ樹脂成形材料で１
３　Ｘ　１３ｎｗｎのダミーチップを４０ｐｉｎ　ＤＩ
Ｐに１７５℃×３分間の条件で成形した後１８０°ＣＸ
８Ｈｒアフターキユアを行った。−６５℃×３０分−ｒ
、ｔＸ５分−２００℃×３０分−ｒ、ｔＸＳ分のＴＣＴ
に供し、ＤＩＰのリード間のクラックの発生を調べた。

この結果を第３表に示す。

（以下余白） ＝１６− 第２，３表に示される如く、本発明のエポキシ樹脂組成
物は高強度、高Ｔｇの樹脂成形物を与え、低応力剤を添
加した際にも、耐クラツク性の低下をふせぎ高い信頼性
低応力樹脂として電子部品の封止などに適していること
が判る。

また、本発明のエポキシ樹脂組成物は樹脂封止型半導体
装置に通用されるものであり、耐熱衝撃性を有し、特に
大型チップ封止用の樹脂等に適していることが判る。

〔発明の効果〕

本発明のエポキシ樹脂組成物は耐熱衝撃性、耐クラツク
性などの特性に優れ、電子部品、電気部品の封止などに
適しており、また、これを用いてなる樹脂封止型半導体
装置は高い信頼性を有する。

代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　　　松　　山　光　之

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）エポキシ樹脂 （ｂ）ノボラック型フェノール樹脂 （ｃ）有機ホスフィン化合物 （ｄ）一般式▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３はアルコキシ基又はアルキル
   基を示し、かつＲ＿１Ｒ＿２Ｒ＿３の内少なくとも１つ
   アルコキシ基を含む。Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３は同じで
   も異なっていても良い。Ｒ＿４は ２価の有機基を示す） で示される両末端アルコキシシラン化 合物。 （ｅ）無機質充填剤 を必須とすることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
2. （２）低応力剤として有機ゴム粉末、無機ゴム粉末、又
   は液状ゴムを含むことを特徴とする請求項１記載のエポ
   キシ樹脂組成物。
3. （３）エポキシ基を有するシランカップリング剤を含む
   ことを特徴とする請求項１あるいは２に記載のエポキシ
   樹脂組成物。
4. （４）エポキシ樹脂組成物によって封止されて成る樹脂
   封止型半導体装置において、前記エポキシ樹脂組成物が
   、 （ａ）エポキシ樹脂 （ｂ）ノボラック型フェノール樹脂 （ｃ）有機ホスフィン化合物 （ｄ）一般式▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３はアルコキシ基又はアルキル
   基を示し、Ｒ＿１Ｒ＿２Ｒ＿３の内少なくとも１つアル
   コキシ基を含む。Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３は同じでも異
   なっていても良い。Ｒ＿４は２価 の有機基を示す） で示される両末端アルコキシシラン化 合物。 （ｅ）無機質充填剤 を必須とすることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
5. （５）低応力剤として有機ゴム粉末、無機ゴム粉末、又
   は液状ゴムを含むエポキシ樹脂組成物を用いることを特
   徴とする請求項４記載の樹脂封止型半導体装置。
6. （６）エポキシ基を有するシランカップリング剤を含む
   エポキシ樹脂組成物を用いることを特徴とする請求項４
   又は５記載の樹脂封止型半導体装置。