JPH01213336A - 半導体封止樹脂組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低応力、低熱膨張率で、なおかつ耐熱性を損
なうことなく、耐熱衝撃性、半田耐熱性に優れた、高信
鎖性を要求される半導体等電子部品の封止用に適した半
導体封止用樹脂組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、半導体を封止する方法としてエポキシ樹脂に代表
される熱硬化性樹脂を使用したいわゆるプラスチック封
止が原料の低度、大量生産に適するといった経済的利点
をいかして広く実用化されている。特に多官能エポキシ
樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、無機質充填材を主
成分とした樹脂組成物が耐熱性、成形性、電気特性に優
れているため封止樹脂の主流となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、半導体チップの高集積化が進み、それに伴いチッ
プサイズが大型化してきた。またパッケージの形状は基
板への高密度実装化、表面実装化に伴い、チップの大型
化とは逆にフラットパッケージに見られる如く小型化・
薄型化の傾向にある、このため従来の封止樹脂では見ら
れなかった不良現象が派生するようになった。すなわち
、封止樹脂とチップの熱膨張率の差に起因する樹脂の応
力がチップの大型化、樹脂層の薄肉化のため、熱衝撃に
よりパッシベーション膜のクラック、あるいは封止樹脂
のクラックといった破壊現象を引き起こし、又表面実装
化に伴いパッケージそのものが半田浴温度にさらされる
ため、パッケージ内の水分が２．激に膨張し、パッケー
ジにクラックといった破壊現象を引き起こし、半導体の
耐湿性を低下させ、ひいては信転性を低下させる原因と
なっている。従って、封止樹脂としてはこの応力の小さ
く、半田耐熱性の優れた封止樹脂の開発が望まれている
。

応力を小さくする方法としては、樹脂の熱膨張率を小さ
くしてチップのそれとの差を小さくする事が考えられる
が、樹脂の熱膨張率とチップのそれとの差は大きく、こ
れを縮めるためには熱膨張率の小さい無機質充填材を樹
脂中に多量に使用しなければならないが、現在すでにか
なり多量の無機質充填材が使用されていて、更にこれを
増量する事は成形性の悪化の原因となる。一方、樹脂の
弾性率を下げて応力を小さくするという目的で可塑材を
添加したり、可撓性を有したエポキシ樹脂あるいはフェ
ノール樹脂を用いたりする事が試みられたが、この方法
により得られた硬化物は耐熱性の点で問題があった。

また特開昭５８−１０８２２０に代表される如くゴム粒
子を封止樹脂中に分散させる事により耐熱性を保持しつ
つ、耐クラツク性を付与する方法等も発明されているが
、半田浴の如き封止樹脂のガラス転移温度を超える高温
における耐衝撃性に劣る等いくつかの問題点があった。

本発明は、高集積回路等の高い信転性を要求される半導
体の封止用樹脂に対して要求されている、応力が小さく
耐熱衝撃性、更に半田耐熱性等に優れた半導体封止用樹
脂組成物を提供することを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明者等は種々検討した結果、特定の構造を有するビ
スマレイミド化合物とノボラック型フェノール樹脂を硬
化反応せしめたものが、応力を小さくし、耐衝撃性に優
れた樹脂を提供することを見出し、本発明に達した。

即ち本発明は、一般式（１） （式中、ＲはＯまたは−Ｑ−Ｘ−Ｑ−よりなる２価の基
を表わし、Ｘは直結、炭素数１〜１０の２価の炭化水素
基、６フツ素化されたイソプロピリデン基、カルボニル
基、チオ基、スルフィニル基、スルホニル基又はオキシ
ドから成る群より選ばれた基を表わす、） にて表わされるビスマレイミド化合物とノボラック型フ
ェノール樹脂を必須成分とする半導体封止用樹脂組成物
である。

前記一般式（１）で表されるビスマレイミド化合物は通
常公知の方法により一般式（ｎ）で表されるジアミン化
合物と無水マレイン酸を縮合・脱水反応させて容易に製
造できる。

（式中、Ｒは前記と同様の意味を表す）（ＩＩ）のジア
ミン化合物は、具体的には１．３−ビス（３−アミノフ
ェノキシ）ベンゼン、ビス（３−アミノフェノキシ）メ
タン、１．１−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フ
ェニル〕エタン、ｌ、２−ビス〔４−（３−アミノフェ
ノキシ）フェニル〕エタン、２．２＝ビス（４−（３−
アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、２．２−ビス
（４−（３−アミノフェノキシ）フェニルコブタン、２
．２−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）
−１，１，１，３，３，３−へキサフルオロプロパン、
４．４°−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、
ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニルコケトン
、ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕スル
フィド、ビス（４−（３−アミノフエノキシ）フェニル
〕スルホキシド、ビス（４−（３−アミノフェノキシ）
フェニル〕スルホン、ビス〔４−（３−アミノフェノキ
シ）フェニルフェーテル等があげられ、これらは単独あ
るいは二種以上混合して用いられる。

−Ｃ式（ＩＩ）のジアミン化合物と無水マレイン酸を縮
合・脱水反応して得られるビスマレイミド化合物は、具
体的には、Ｎ、Ｎ’−１，３−ビス（３−アミノフェノ
キシ）ベンゼンビスマレイミド、Ｎ、Ｎ“−ビス（４−
（３−アミノフェノキシ）フェニルコメタンビスマレイ
ミド、Ｎ、Ｎ’−１，１−ビス（４−（３−アミノフェ
ノキシ）フェニル〕エタンビスマレイミド、Ｎ、Ｎ’−
１，２−（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］エ
タンビスマレイミド、Ｎ、Ｎ’−１，２−（４−（３−
アミノフェノキシ）フェニル〕エタンビスマレイミド、
Ｎ、Ｎ’−２，２−ビス（４−（３−アミノフェノキシ
）フェニル〕プロパンビスマレイミド、Ｎ、Ｎ’−２，
２−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニルコブ
タンビスマレイミド、　Ｎ、Ｎ’−２，２−ビス（４−
（３−アミノフェノキシ）フェニル−１，１，１，３，
３，３−へキサフルオロプロパンビスマレイミド、Ｎ、
Ｎ’−４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェ
ニルビスマレイミド、Ｎ、Ｎ“−ビス（４−（３−アミ
ノフェノキシ）フェニル］ケトンビスマレイミド、Ｎ、
Ｎ’−ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕
スルフィドビスマレイミド、Ｎ、　Ｎ’−ビス（４−（
３−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホキシドビスマ
レイミド、Ｎ、　Ｎ’−ビス（４−（３−アミノフェノ
キシ）フェニル〕スルホンビスマレイミド、Ｎ、Ｎ’−
ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニルフェーテ
ル等があげられる。

本発明に用いられるノボラック型フェノール樹脂は通常
のものであって良いが、フリーフェノールがなるべく少
ないもので、軟化点が８０〜１０５°Ｃのものが好まし
い。

ノボラック型フェノール樹脂の使用量は通常ビスマレイ
ミド１００重量部に対し１０〜５００重量部の範囲であ
る。

本発明において、樹脂組成物を硬化せしめるにあたって
は硬化促進剤としてホスフィン類を用いると良い、ホス
フィン類としては、例えばトリフェニルホスフィン、ト
リー４−メチルフェニルホスフィン、トリー４−メトキ
シフェニルホスフィン、トＩｊブチルホスフィン、トリ
オクチルホスフィン、トリー２−シアノエチルホスフィ
ンなどをあげることができる。

ホスフィン類の使用量はビスマレイミド化合物とノボラ
ック型フェノール樹脂の総量１００重量部に対し０．１
〜１０重量部が好ましい。

又必要に応じて有機過酸化物を併用することもできる。

有機過酸化物としては、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド
、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキ
サイド、１．３−ビス−（を−ブチルパーオキシ−イソ
プロビル）ベンゼン、１．１−ジ−ｔ−ブチルパーオキ
シ−３，３，５−）リメチルシクロヘキサン、１．１−
ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサンなどのジアル
キルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベンゾエートなど
のアルキルパーエステルをあげることができる。有機過
酸化物の添加量は、ビスマレイミド樹脂１００重量部に
対し０．１〜５重量部が好ましい。

本発明の組成物は前述のものの外、必要に応じてエポキ
シ樹脂、シリコーンオイル、充填剤、シランカップリン
グ剤、離型剤、着色剤、難燃剤などを配合し、混合、混
練し成形材料とする。

〔実施例〕

実施例１ 第１表に示す配合で、一般式（１）で表されるビスマレ
イミド化合物、ノボラック型フェノール樹脂、硬化促進
剤、有機過酸化物、シリカ粉末、シランカップリング剤
、ワックス、着色剤、難燃剤を配合し、ロール混練して
成形材料を得た。

比較例１ 第１表に示す配合で、−ｉ式（＋）で表されるビスマレ
イミド化合物以外のビスマレイミド化合物とノボラック
型フェノール樹脂を実施例と同様に配合混練し成形材料
を得た。

比較例２ 第１表に示す配合で、エポキシ樹脂、ノボラック型フェ
ノール樹脂を実施例と同様に配合、混練し成形材料を得
た。

各成形材料を用い、トランスファー成形（１８０’Ｃ，
３０Ｋｇ／ｃＪ　　３分間）により、試験用の１００ピ
ンフラツトパツケージ（２０＋１１１１１Ｘ３０１１１
１１１Ｘ　２．５ｍｍ　、１０ｍｍ　Ｘ　ＩＱｍｍの試
験用素子搭載）及び物性測定用の試験片を成形し、１８
０’Ｃで６時間後硬化した。

試験結果を表−２に示す。

＊４　　ＥＯＣＮ　　　　　　日本（１（ＩＩＥＯｃＮ
をシリコーン変性表−２ 〔発明の効果〕 実施例及び比較例にて説明した如く、本発明による半導
体封止用樹脂組成物は、従来上として用いられて来た多
官能エポキシ樹脂、ノボラックフェノール樹脂を主成分
とした封止樹脂に比較してガラス転位温度が高く、低熱
膨張であるまた、一般式（１）で表されるビスマレイミ
ド化合物以外のビスマレイミド化合物とノボラック型フ
ェノール樹脂を主成分とした封止樹脂に比較して、吸水
率が小さく、可撓性に冨み、低応力化されており、又流
動性が高く、半田耐熱性に優れている。

本発明の樹脂組成物を集積度の高い大型の半導体装置、
あるいは表面実装用半導体装置の封止に用いた場合、優
れた信頬性を得ることが出来、工業的に有益な発明であ
る。

特許出願人　　三井東圧化学株式会社 手続ネ市正古：　（自発） 昭和６３年６月２１日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殴 ｌ。事件の表示 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都千代田区霞が関三丁目２番５号名称（３１
２）　　三井東圧化学株式会社４、補正により増加する
請求項の数　零５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書の第３頁第５〜６行にｒ　−、、、−クラ
ンク、あるいは　−」とあるを「−クラック、アルミ配
線のスライドあるいは−　」と訂正する。

（２）同第８頁の第１１行と１２行の間に次の文を挿入
する。

「作業性、成形性を含めると特にＮ、Ｎ’−２，２−ビ
ス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン
ビスマレイミド、Ｎ、Ｎ’−ビス［４−（３−アミノフ
ェノキシ）フェニル］スルフィドビスマレイミドがイ３
れている。

また上記マレイミド化合物は単独で使用しても併用して
もよく、必要に応じて上記マレイミド化合物以外のマレ
イミド化合物を併用してもよい。」（３）同第８頁１８
行と１９行の間に次の文を挿入する。

「本発明の樹脂組成物を製造するには例えば後述の実施
例のように各成分を配合、混練してもよいし、マレイミ
ドをノボラックフェノール樹脂に？８解させた後、配合
、混練してもよい。」（４）同第１０頁第２〜３行に「
本発明の−−−−−−−−−−・、シリコーンオイル　
−”’−”Ｊとあるを次のように訂正する。

「更にアゾビスイソブチロニトリルのごときアブ化合物
、イミダゾール類、３級アミン類、４級アンモニウム塩
、有機金属化合物等の硬化促進剤を併用することもでき
る。

本発明の組成物は前述のものの外、必要に応してエポキ
シ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂以外のフェノール
樹脂たとえばノボラック型フェノール樹脂、アミン類、
各種反応希釈剤、シリコーンオイル−”’−’−Ｊ （５）同第１Ｏ頁第７行に「実施例１」とあるを「実施
例１〜３Ｊと訂正する。

（６）同第１２真の表−１を別紙ｌのように訂正する。

（７）同第１３頁の表−２を別紙２のように訂正する。

以上 ［′Ａ＋駈ｌ〕 （重量部） プロパンビスマレイミド ＊３　　Ｎ、Ｎ’−ビス（４−（３−アミノフェノキシ
）フェニル］スルフィドビスマレイミド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒは▲数式、化学式、表等があります▼または
   ▲数式、化学式、表等があります▼よりな る２価の基を表わし、Ｘは直結、炭素数１〜１０の２価
   の炭化水素基、６フッ素化されたイソプロピリデン基、
   カルボニル基、チオ基、スルフィニル基、スルホニル基
   又はオキシドから成る群より選ばれた基を表わす。） にて表わされるビスマレイミド化合物とノボラック型フ
   ェノール樹脂を必須成分とする半導体封止用樹脂組成物
   。