JPH0288621A - 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、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。

さらに詳しくは、特定の液状エポキシ樹脂を含有し、硬
化物の耐熱性、耐湿性および耐冷熱衝撃性を損なわずに
流動性を向上させた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に
関する。

［従来の技術］ ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体装置においては、その半導体
素子をシリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによって封止
する樹脂封止法が広く採用されている。

これらの封止樹脂のなかでも、とくに、ノボラック型エ
ポキシ樹脂とフェノールノボラック樹脂とを組合わせた
エポキシ樹脂組成物（たとえば特開昭６３−７７９３０
号公報に開示された組成物）は、封止後の耐湿性を効果
的かつ良好に保持できるとともに、比較的安価であるこ
ととも相俟って汎用されている。

しかし、このエポキシ樹脂組成物により大容量の半導体
素子を封止したばあいには、硬化時の収縮によるストレ
スまたは内部素子とエポキシ樹脂との膨張係数の差によ
って生じるストレスなどにより、素子のボンディングワ
イヤが変形したり、断線、素子パッシベーションのクラ
ックなどが発生したりしやすいという問題がある。そこ
でこれらのストレスを低減せしめるために、エポキシマ
トリックスをシリコーンゴムなどにより可撓化したりま
たは膨張係数を小さくするために無機充填剤の添加量を
増大せしめるなどの方法が検討されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、シリコーンゴムなどによる可撓化は樹脂
組成物の成形性の低下につながる可能性がある。また、
無機充填剤の添加量を増大し、膨張係数を低減せしめる
ためには、８０％（重量％、以下同様）以上の添加量が
必要であり、そのため樹脂組成物の溶融粘度が増大し、
流動性が著しく低下し、素子の封止に際し、高圧成形が
必要となるという問題点がある。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
であり、シリコーンゴムなどによる可撓化や、無機充填
剤の高充填によっても高い流動性を保ちつつ、かつ耐熱
性、耐湿性および耐冷熱衝撃性を有する硬化物を与える
半導体封止用エポキシ樹脂組成物をうろことを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は、 （＾）（ａ）１、６−ジグリシジルナフタレンとおよび
＋ｂ＋　（ａ＞以外の１分子中に２個以上のエポキシ基
を有するエポキシ樹脂、 （Ｂ）エポキシ樹脂の硬化剤および （Ｃ）無機充填剤 を含有してなるエポキシ樹脂組成物であって、（ａ）成
分の１，６−ジグリシジルナフタレンを山）成分の（ａ
）以外の１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポ
キシ樹脂に対して、重量比で（ａ）／　＋ｂ＋　＝　０
．０５〜１０の範囲で含有させたことを特徴とする半導
体封止用エポキシ樹脂組成物 に関する。

［作　用］ 本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、特定の液
状エポキシ樹脂を含有したものであり、それによって硬
化物の耐熱性、耐湿性および耐冷熱衝撃性を低下させる
ことなく、高い流動性を与えられたものである。

［実施例］ 本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、エポキ
シ樹脂（（Ａ）成分）として、＜ａ：＞　１　、６−ジ
グリシジルナフタレンと（ｂ）（ａ）以外の１分子中に
２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂とが用いら
れる。

前記（ａ）成分である１、６−ジグリシジルナフタレン
は、式： で示されるエポキシ樹脂である。この１．６−ジグリシ
ジルナフタレンには、通常、塩素を含む化合物などの不
純物が混入しているが、本発明においてはこのような塩
素を含む化合物などの混入量かできるだけ少ないものを
用いることが好ましく、たとえば塩素イオンの含有量は
２ｐｐｍ以下であるのが好ましい。

前記（ｂ）成分である（ａ）以外の１分子中に２個以上
のエポキシ基を有するエポキシ樹脂の具体例としては、
たとえばノボラック系エポキシ樹脂、トリグリシジルフ
ェニルメタン系エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂、脂環式系エポキシ樹脂など、種々のタイプの
エポキシ樹脂があげられるが、これらのなかでもノボラ
ック系エポキシ樹脂やトリグリシジルフェニルメタン系
エポキシ樹脂は高温特性に優れているので好ましい。こ
れらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい
。

さらに（ｂ）成分として、前記具体例としてあげたエポ
キシ樹脂とともに必要に応じて臭素化ノボラック系エポ
キシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂など
の臭素化エポキシ樹脂を併用してもよい。このばあい、
臭素化エポキシ樹脂の使用割合は、山）成分中、７０％
以下であるのが好ましい。

前記（ｂ＋成分１分子中のエポキシ基の数が２個未満の
ばあいには、ガラス転移温度が低下し、耐熱性、耐湿性
が低下する。

前記（ａ）成分と（ｂ＋酸成分配合割合は、重量比で（
ａ）／　＋ｂ＋　＝　０．０５〜１０．好ましくは０．
１〜５の範囲である。（ａ）／市）が０．０５未満のば
あいには、流動性の改善効果が期待できず、（ａ）／山
）が１０をこえると組成物のガラス転移温度が低くなっ
て硬化物の耐熱性が低下し、いずれも好ましくない。

本発明に用いられる（Ｂ）成分であるエポキシ樹脂の硬
化剤としては、従来慣用されている公知のものでよく、
たとえばフェノールノボラック型樹脂、クレゾールノボ
ラック型樹脂などのフェノール系硬化剤、メチルヘキサ
ハイドロ無水フタル酸、メチルテトラハイドロ無水フタ
ル酸などの酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミド、ジア
ミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンな
どのアミン系硬化剤などがあげられる。このうち、フェ
ノール系硬化剤が耐湿性の点で好ましい。

硬化剤の配合量は、（ａ）成分と山）成分との配合比や
、市成分の重合度、硬化剤の種類などによっても異なる
が、通常、（Ａ）成分１００部に対して１〜１００部が
好ましい。

本発明に用いられる（Ｃ）成分である無機充填剤にと（
に限定はないが、当該充填剤の９０％以上が１００ρ以
下の粒径であるのが好ましい。このような無機充填剤の
具体例としては、たとえば結晶性シリカ粉、溶融シリカ
粉、アルミナ粉、タルク、石英ガラス粉、炭酸カルシウ
ム粉、ガラス繊維などがあげられる。

無機充填剤の添加量は、組成物中、５０〜８５％、さら
には７０〜８３％程度であるのが好ましい。該添加量が
５０％未満のばあいには、線膨張係数および硬化収縮を
低下させる効果が小さくなり、８５％をこえると流動性
が低下して作業性が低下する傾向にあるので、５０〜８
５％程度の範囲内で要求される特性に対応し、その配合
量を適宜に選択するのが好ましい。

さらに本発明の組成物には、必要に応じてイミダゾール
系化合物、第３級アミン、リン系化合物などの硬化促進
剤、カーボンブラックなどの着色剤、カルナバワックス
、合成ワックスなどの離型剤、三酸化アンチモンなどの
難燃剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
などのカップリング剤、シリコーンゴム、フッ素ゴムな
どのゴム成分などを、組成物中での含有量が全体で１０
％をこえない範囲でそれぞれに添加してもよい。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、前記の成
分をたとえば、ローラー、ニーダミキサ、エクストルー
ダ、ヘンシェルミキサー（■三井三池製作所製）など、
一般的に使用されている公知の混合装置を用いて混合す
ることにより容易に調製しうる。

つぎに本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を実施
例および比較例によってさらに詳細に説明する。

実施例１〜９および比較例１〜３ 第１表に示す組成になるようにエポキシ樹脂、硬化剤、
無機充填剤およびその他の成分を調製し８０〜１００℃
の熱ロールで５〜７分間混線・粉砕したのち、１１００
〜１５０ＯＮ９４の圧力下でタブレットを作製した。

えられたタブレットを用いて、プランジャー圧力８０に
９１１、金型温度１７５±５℃、成形時間９０秒の条件
でトランスファー成形し、各種信頼性評価用モニターチ
ップおよび各種評価用試片を作製した。

比較例２は流動性がわるく各種評価用試片を作製するこ
とができなかった。

なお、第２表に示す流動性の測定は、金型温度１８０℃
、プランジャー圧力８０Ｋｇ４１２分後のフロー距離よ
り求めた。

つぎにこの各種信頼性評価用モニターチップおよび各種
評価用試片に１７５℃、８時間の後硬化を施した。

つぎにえられた各種評価用試片を用いて曲げ弾性率、曲
げ強度、線膨張係数およびガラス転移温度を測定した。

結果を第２表に示す。

さらに、前記のように処理された各種信頼性評価用モニ
ターチップを用いて、耐熱信頼性試験、耐湿信頼性試験
および耐冷熱衝撃試験を下記の方法で行なった。結果を
第３表に示す。

（耐熱信頼性試験） モニターチップを空気中、２５０℃の条件下に放置し、
モニターチップに不良が発生するまでの時間を測定する
。

（耐湿信頼性試験） モニターチップ２０個をＰＣＴ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃ
ｏｏｋｅｒＴｅｓｔ）１３０℃、２．７気圧の条件で、
１０００時間放置したのち、不良モニターチップの個数
によって評価する。

（耐冷熱衝撃試験） モニターチップ２０個を用い、−６５℃で３０分間と１
５０℃で３０分間とを１サイクルとし、２００サイクル
のちの不良モニターチップの個数によって評価前記第２
表に示す結果かられかるように、本発明の半導体封住用
エポキシ樹脂組成物を用いたばあいには、樹脂自体の曲
げ弾性率、曲げ強度、耐熱性および線膨張係数などの基
本的特性を損なうことなしに、無機充填剤の高充填がで
き、またシリコーンゴムの添加によっても流動性が低下
しない。しかも、第３表に示す結果かられかるように、
本発明の樹脂組成物で樹脂封止した素子は耐熱性、耐湿
性および耐冷熱衝撃性についても非常に優れ１ｃ特性を
有するものである。

［発明の効果コ 本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ
樹脂成分として特定のエポキシ樹脂を含有するため、封
止樹脂硬化物の耐熱性、耐湿性および耐冷熱衝撃性を損
なうことなしに優れた流動性を有し、ＩＣ，ＬＳＩなど
の半導体封止樹脂として好適に使用できるという効果を
奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）（ａ）１、６−ジグリシジルナフタレンおよび（
   ｂ）（ａ）以外の１分子中に２個以上のエポキシ基を有
   するエポキシ樹脂、 （Ｂ）エポキシ樹脂の硬化剤および （Ｃ）無機充填剤 を含有してなるエポキシ樹脂組成物であって、（ａ）成
   分の１、６−ジグリシジルナフタレンを（ｂ）成分の（
   ａ）以外の１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエ
   ポキシ樹脂に対して、重量比で（ａ）／（ｂ）＝０．０
   ５〜１０の範囲で含有させたことを特徴とする半導体封
   止用エポキシ樹脂組成物。