JPH0243205A - 半導体封止用樹脂組成物 - 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
頼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千ンク封
止が原料の低廉、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、ノボラン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、半導体チップの高築禎化が進み、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、千ノブの大型
化とは逆にフラノトパッケ−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
よりパツシベーシヨン膜のクランク、アルミ配線のズレ
あるいは封止樹脂のクラン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、パンケージ内の水分が急激に膨
張し、パッケージにクラン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、ひいては信幀性を低
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（
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特定のアラルキル樹脂を硬化反応
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（＋） 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、フェノールア
ラルキル樹脂およびまたはレゾルシンアラルキル樹脂を
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（＋）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（■）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）ヘンゼン、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、１．２−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）フヱニル］ブタン、２．２
−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル）−１
，１，Ｌ３，３．３−ヘ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）フェニルタケトン、ビス
［４−（３−アミノフェノキシ）フェニルフスルフィド
、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る。

一般式（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、ｌｉ’−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−ヘ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）フェニルコケトンビスマレイミド、Ｎ、Ｎ
ｏ−ヒス〔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アミノフエノキシ）フェニル］エーテル等があげ
られる。

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優れて
いる。

また上記ビスマレイミドは単独で使用しても２種以上併
用してもよい。更に必要に応して（１）以外のマレイミ
ド化合物を併用してもよい。

本発明に用いるアラルキル樹脂は活性ＯＨ基を２ヶ以上
有し、かつ分子構造中に Ｒ３Ｒ− を繰り返し単位として有する。フェノールアラルキル樹
脂はアラルキルエーテルとフェノールを反応させた樹脂
で、具体的にはザイロソクＸＬ−２２５（＝井東圧化学
■、軟化点８５°Ｃ〜１０５°Ｃ）が挙げられる。又本
発明に用いるレゾルシンアラルキル樹脂はアラルキルエ
ーテルとレゾルシンを反応させた樹脂で、具体的にはレ
ヅルシンザイロツタ（三井東圧化学■、軟化点８５°Ｃ
〜１０５°Ｃ）が挙げられる。

これらアラルキル樹脂の使用量は、通常ビスマレイミド
化合物１００重量部に対して１０〜５００重量部の範囲
である。

本発明において樹脂組成物を通常のように配合、混練さ
せてもよいし、ビスマレイミド化合物をフェノールアラ
ルキル樹脂およびまたはレゾルシンアラルキル樹脂に予
め溶解させておいてもよく、また両者を反応させたプレ
ポリマーを使用してもよい。特にプレポリマーを使用す
る場合が成形性、硬化性の点で優れている。

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、例えばトリブチルホスフィン、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、トリブチルホスフィン、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１０１）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やアブ化合物を併用するこ
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−（ｔ−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〜ト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、Ｌ−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
。アゾ化合物としてはアゾビスイソブチロニトリル、ア
ゾビスジメチルバレロニトリル等を挙げることができる
。

有機過酸化物やアゾ化合物の添加量は、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。

さらに必要に応じてイミダゾール類、３級アミン類、４
級アンモニウム塩、打機金属化合物、トリス（３，６−
シオキシヘプチル）アミンに代表されるトリス（ポリオ
キサアルキル）アミン類等の硬化促進剤を併用すること
もできる。特にマレイミド化合物とフェノール類とのプ
レポリマーを使用するときはトリス（ポリオキサアルキ
ル）アミン類が好ましい。

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、フェノールアラルキル樹脂またはレゾルシンア
ラルキル樹脂以外のフェノール樹脂、各種アミン類、各
種反応性希釈剤、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１〜７ 第１表に示す配合で、ビスマレイミド化合物、フェノー
ルアラルキル樹脂、レゾルシンアラルキル樹脂、硬化促
進剤、有機過酸化物、４級アンモニウム塩、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１．２ 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、ビスマレイミド化合物、ノボラン
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３ 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°Ｃ１
３０Ｋｇ／ｃｄ　　３分間）により、試験用ノｌｏｏピ
ア７ラツトパツケージ（２０ａｓＸ３０ｓｎＸ　２．５
ｍ＋ｗ　、１２ｍｍＸ１２ｍ＋＊の試験用素子搭載）及
び物性測定用の試験片を成形し、１８０°Ｃで６時間後
硬化した。

試験結果を第２表に示す。

〔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、本発明の組合せ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。更に１２ｍ−角のチップの半田耐熱性には本発
明の示例のみ優れている。

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
れた信顛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

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、フェノールア
   ラルキル樹脂およびまたはレゾルシンアラルキル樹脂を
   必須成分とする半導体封止用樹脂組成物。