JPH02140227A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトランジスタ、ＩＣ及びＬＳＩなどのいわゆる
半導体素子類をトランスファー成形等により封止するた
めに使用する半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する
。

Ｒ＋　　　　　　　Ｒ Ｃｏｏ）ｌ （式中のｍ、ｎは正の整数で、ｍ　＋ｎ　＝　１．０〜
３００、ｍ　／　ｍ　＋　ｎ　＜　０．５で、Ｒはメチ
ル基又はフェニル基でそれぞれ同じでも異なっていても
より、Ｒ８は２価の炭化水素基である。

とノボラック型フェノール系樹脂とを脱水縮合させて得
られるシリコーン変性フェノール樹脂にエポキシ樹脂、
硬化剤及び充填剤を配合したことを特徴とする半導体封
止用エポキ〔従来の技術〕 エポキシ樹脂組成物は他の熱硬化性樹脂組成物と比べ、
電気特性、耐湿性、機械特性、接着性等のバランスが最
も優れているため、現在半導体封止の主流となっている
。

一方、近年素子の大型化、アルミ配線の細線化、パッケ
ージの小型薄肉化に伴い、素子上のパッシベーションク
ラック、アルミ配線変形、パッケージクランク等の不良
が顕著になり、組成物の低応力化がますます重要となっ
ている。

封止材の低応力化には、低弾性率化と低熱膨張化があり
、低弾性率化には、シリコーン等の可撓剤を添加する方
法、また低熱膨張化にはシリカ等のフィラーを増量する
方法が一般的である。しかし、これら手法は、いずれも
エポキシ組成物の流動性を低下させるため、使用量には
限界がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記観点からなされたものであり、流動性に優
れかつ弾性率の低い半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
得ようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題点を解決すべく、鋭意検討を行っ
た結果なされたもので、一般式、（１）で示されるカル
ボキシル基含有オルガノポリシロキサン Ｒ＋　　　　　　Ｒ Ｃｏｏ）ｌ （式中のｍ、ｎは正の整数で、ｍ＋ｎ＝１０〜３００、
ｍ　／　ｍ　＋　ｎ　＜　０．５で、Ｒはメチル基又は
フェニル基でそれぞれ同じでも異なっていてもよく、Ｒ
１は２価の炭化水素基である） とノボラック型フェノール系樹脂とを脱水縮合させて得
られるシリコーン変性フェノール樹脂にエポキシ樹脂、
硬化剤、及び充填剤を配合したことを特徴とする半導体
封止用エポキシ樹脂組成物を提供するものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

一般式（１）で示されるカルボキシル基含有オルガノポ
リシロキサンと、ノボラック型フェノール系樹脂との縮
合反応は、脱水剤を用い両方を溶かし得る溶媒下で行わ
れる。この際、一般式（１）の正の整数ｍ、ｎについて
は、ｍ＋ｎ−１０〜３００が好ましく、１０未満では弾
性率低減効果が少なく、また３００を超えると流動性の
点で適さない。更に、ｍ＋ｎ＜０．５が好適であり、０
゜５以上では、流動性が極端に低下する。

また、オルガノポリシロキサンとしては式中のＲがすべ
てメチル基又はメチル基と一部がフェニル基であるオル
ガノポリシロキサン、Ｒ１がメチレン基等の２価の炭化
水素であるオルガノポリシロキサンが好ましく用いられ
る。

前記オルガノポリシロキサン（シリコーン）とノボラッ
ク型フェノール系樹脂の脱水反応時の混合比は、一般式
（１）のカルボキシル基１個に対しノボラック型フェノ
ール系樹脂のフェノール性水酸基が１０個以上となるよ
うにするのが良く、１０個未満ではゲル化の点で適さな
い。

エポキシ樹脂組成物に対する添加量は、エポキシ樹脂１
００重量部に対して、合成したシリコーン変性フェノー
ル樹脂中のシリコーン部分が５〜３０重量部となるよう
に添加することが好ましく、５重量部未満ではエポキシ
樹脂組成物の弾性率低減効果が少なく、また３０重量部
を超えると流動性が失われる。

ここで用いるノボラック型フェノール系樹脂としては、
フェノール、クレゾール、ビスフェノールＡなどどホル
ムアルデヒドなどを酸性触媒下で縮合させて得られる樹
脂が好ましい。また、エポキシ樹脂は、半導体封止用エ
ポキシ樹脂として用いるものであれば特に制限はないが
、上記ノボラック型フェノール系樹脂を原料とし、エピ
クロルヒドリンでグリシジルエーテル化するなどしてエ
ポキシ化したもので、エポキシ当量が１７０〜３００、
好ましくは１８０〜２００のものが硬化性の点で優れて
おり、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基１個当たり
フェノール性水酸基が０．５〜２．０となるような配合
比で用いる。

本発明において用いられる硬化剤としては、特に限定は
されないがノボラック型フェノール樹脂が好適であり、
具体的にはフェノール、クレゾール、ビスフェノールＡ
などとホルムアルデヒドなどを酸性触媒で縮合させて得
られる樹脂が好ましく、エポキシ樹脂中に含まれるエポ
キシ基１個当たりフェノール性水酸基が０．５〜２．０
個、好ましくは０．８〜１．２個となるような割合で用
いる。

本発明において用いられるる充填剤としてはシリカ、ガ
ラス、ケイソウ土、タルク、マイカ、アスペスト、アル
ミナなどを用いることができるが、シリカ、ガラス、ア
ルミナが電気特性の点で優れている。充填剤の使用量は
全樹脂１００重量部に対し１００〜５００重量部が好ま
しく、１００重量部未満では耐湿性に劣り、また５００
重量部を超えると流動性が失われる。

変性エポキシ樹脂と硬化剤との反応を促進するために硬
化促進剤を用いてもよい。具体的にはトリブチルアミン
、１，８−ジアザビシクロウンデセン−７のようなアミ
ン酸、トリフェニルホスフィンのような有機ホスフィン
類、２−フェニルイミダゾールのようなイミダゾール類
が挙げられる。

本発明のエポキシ樹脂組成物には必要に応じて離型剤、
着色剤、難燃剤、難燃助剤、カップリング剤などを使用
することもできる。特にカップリング剤は充填剤の効果
を有効に発揮させるために重要であり、例えばα−グリ
シドキシプロビルトリメトキシシラン、β−（３，４−
エポキシシクロヘキシル）−エチルトリメトキシシラン
などが用いられる。

エポキシ樹脂組成物は、上記のエポキシ樹脂、硬化剤、
硬化促進剤、充填剤、カップリング剤などをミキシング
ロールで加熱しながら混練する方法により製造できる。

得られたエポキシ樹脂組成物は、トランスファー成形、
注型などの方法により成形する。

〔実施例〕

以下に実施例により本発明を具体的に説明する。

まず、組成物の測定方法及びシリコーン変性フェノール
樹脂の製造方法を以下に示す。

（１）　　スパイラルフロー ＥＭＭＩ規格に準じた金型を用いて、１７５°Ｃ２６，
８６ＭＰａの条件で測定した。

（２）曲げ弾性率 ＪＩＳ−に６９１１に準じ、１７５°Ｃ，６，８６ＭＰ
ａ、成形時間９０秒の条件で試験片を作成し、１７５°
Ｃ１６ｈベークしたものについて測定した。

（３）　　シリコーン変性フェノール樹脂の製造方法表
１に示す配合でメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）中
１２時間ｒｅｆｌｕｘする。脱水剤としては、硫酸、リ
ン酸などが一般的であるが、シリコーンが分解される可
能性があるため、ここではマイルドな有機系脱水剤、ジ
シヘキシル力ルポジイミド（以下ＤＣＣと略す）を用い
た。反応終了後、ＤＣＣと水との結晶状反応物を濾過し
、濾液からＭＩ　ＢＫ溶媒を除去することで、褐色の樹
脂固形物を得た。得られた樹脂は、ＧＰＣ測定の結果、
原料樹脂よりも高分子側にピークがあることで、いずれ
も反応していることを確認した。

表１ １ゝ式（１）中のｍ、　ｎ （４）組成物の製造方法 表２に示す素材を配合し、直径１０インチのミキシング
ロールにて、前ロール２２ｒｐｍ、＆ロール１８ｒｐｍ
の条件で常法に従い６分間混練した。

得られたシート状物を粉砕して、半導体封止用エポキシ
樹脂組成物を得た。

上記により得られた組成物の物性を表２に示す。

表２に示すように、実施例１〜４は比較例１と比べ、ス
パイラルフローが大きく弾性率も低い。

〔発明の効果〕

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は流動性に優
れかつ硬化物の弾性率低減効果もあることから、素子の
大型化、アルミ配線の細線化、パッケージの小型薄肉化
に伴う素子上のパンシベーションクラック、ワイヤポン
ディングパッド部のダメージ、アルミ配線変形、パッケ
ージクランク等の不良を解消することができた。またそ
の他の特性においても優れており、その工業的価値は大
きい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．一般式（１）で示されるカルボキシル基含有オルガ
   ノポリシロキサン ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （式中のｍ、ｎは正の整数で、ｍ＋ｎ＝１０〜３００、
   ｍ／ｍ＋ｎ＜０．５で、Ｒはメチル基又はフェニル基で
   それぞれ同じでも異なっていてもよく、Ｒ＿１は２価の
   炭化水素基である。 ） とノボラック型フェノール系樹脂とを脱水縮合させて得
   られるシリコーン変性フェノール樹脂にエポキシ樹脂、
   硬化剤及び充填剤を配合したことを特徴とする半導体封
   止用エポキシ樹脂組成物。