JPH03265622A - 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、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成形等により封止するた
めに使用し、熱膨張率が小さく、さらに耐熱性、耐湿性
に優れる半導体封止用樹脂組成物に関する。

〔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、現在半導体封止用材料の主流となっ
ている。

一方、近年素子の大形化、パンケージの小形薄形化に伴
い、パッケージクランク（耐熱衝撃性）等の不良が顕著
になり、また基板にパッケージを搭載する際のハンダリ
フロー時のクランクや、すフロー後の耐湿性等も新たな
ｍＮとなっている。

これら課題を解決するには、封止材の低応力化、高耐熱
化等が必要であるが、低応力化の手法としては、充填剤
の増量および可撓剤の添加が有効であるが、充填剤を増
量すると組成物の流動性が大きく低下し、また可撓剤と
して通常の液状シロキサン化合物を用いると金型汚れが
発生する。一方高耐熱化についてはエポキシ樹脂を使用
する限り不十分である。耐熱性を満たす樹脂としては剛
直性のある分子構造を有するビスマレイミドがあげられ
るが、耐湿性が大きく低下するという問題が新たに発生
する。

〔発明が解決しようとするＩＩ！！Ｉ）本発明は上記観
点からなされたものであり、低応力であり、さらに耐熱
性、耐湿性、金型汚れ性に優れる半導体封止用樹脂組成
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、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った
結果、エポキシ樹脂にビスマレイミドを併用し、さらに
特殊なシロキサン化合物を添加することにより課題を解
決できることを見いだし、本発明に至った。

すなわち、本発明は（Ａ）−形式 （式中のＲは２価の炭化水素基）で表されるビスマレイ
くド（Ｂ）エポキシ樹脂（Ｃ）フェノール系ノボラック
樹脂（Ｄ）有機過酸化物（Ｅ）硬化促進剤（Ｆ）充填剤
および（Ｇ）上記フェノール系ノボラック樹脂の一部ま
たは全部を分散媒として、エポキシ基を有する液状シロ
キサン化合物およびアくノ基を有する液状シロキサン化
合物を微粒子分散させるとともに加熱することによりシ
ロキサン化合物粒子を反応硬化させて得られる樹脂混合
物よりなることを特徴とする半導体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）で示されるビスマレイミドの例としては、
Ｎ、Ｎ’−４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミド
、Ｎ、Ｎ’−４，４’　−ジフェニルエーテルビスマレ
イミド、Ｎ　　Ｎ’−４４’ジフエニルスルフオンビス
マレイミド、ＮＮｍ−フ二二しンビスマレイミド、２，
２−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル
〕プロパン、ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）
フェニルコメタン等がある、本発明に用いるエポキシ樹
脂としては、フェノール、クレゾール、ビスフェノール
Ａ等とホルムアルデヒド等を酸性触媒下で縮合させて得
られる樹脂を原料として、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が用い
られる。

この際、樹脂のエポキシ当量は１７０〜３００が好まし
く、さらに１８０〜２００が硬化性の点で優れている。

ビスマレイミドとエポキシ樹脂の重量比は０．１＜ビス
マレイミド／エポキシ樹脂＜４゜０が良＜、０．１以下
では膨張率及び耐熱性に劣り、４．０以上では耐湿性、
流動性が不十分である。

エポキシ樹脂の硬化剤として用いるフェノール系ノボラ
ック樹脂は、フェノール、クレゾール、ビスフェノール
Ａ等を酸性触媒下で縮合させて得られるものであり、配
合量は耐熱性、硬化性の点でエポキシ樹脂に対して当量
比で０．８〜１．２が好適である。

ビスマレイミドを硬化させるための有機過酸化物として
は、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイ
ド、ｔ−ブチルパーオキサイド等が挙げられ、添加量は
硬化性の観点からビスマレイミドに対し０．１〜５重量
％が好ましい。

さらに、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る。具体的にはトリブチルアミン、
１．８−ジアザビシクロ（５，４０）ウンデセン−７の
ようなアミン類、トリフェニルホスフィン、テトラフェ
ニルホスフォニウム、テトラフェニルポレートのような
ホスフィン類２−フェニルイミダゾール、２−フェニル
４−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾールのよ
うなイミダゾール類が挙げられるが、耐熱性、硬化性の
点でイミダゾール類が最も良好である。

本発明において用いられる充填剤としては、シリカ、ガ
ラス、タルク、マイカ、アスヘストこアルミナ等を用い
ることができるが、シリカ、ガラス、アルミナが耐湿性
の点で優れている。配合量は、全樹脂１００重量部に対
し１００〜５００重量部が良好であり、１００重量部未
満では熱膨張率、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。

可撓化及び高耐湿化のために用いるシロキサン化合物は
、反応性官能基としてエポキシ基またはアミノ基を有す
る液状ポリオルガノシロキサンであれば使用できるが、
分散媒として使用するノボラック系フェノール樹脂に対
し、目視で相溶しない化合物が好ましい。また、反応性
官能基の位置としては、シロキサンの分子内あるいは分
子末端いずれでも使用できる。２種のシロキサン化合物
の配合比は、エポキシ基ニアミノ基の活性水素の当量比
で２：１〜１：３がよく、エポキシ基の比率が高くなる
と成形品外観を悪くし、反対にアミノ基の比率が高くな
ると組成物の保存安定性が悪くなる。

かかるシロキサン化合物は、分散媒中で微粒子分散させ
た後、加熱して反応硬化させる。ソロキサン化合物と分
散媒のフェノール系ノボラック樹脂との量比は、１：２
〜１：１０（体積）が好ましい。この理由としては、１
：２未満ではシロキサン化合物の微粒子分散が難しく、
１：１０を超えるとシロキサン化合物に対し分散媒の量
が多くなるため製造コストの点で不利である。

組成物中のシロキサン化合物の添加量は、全樹脂１００
重量部に対し５〜３０重量部となるように添加すること
が好ましく、５重量部未満では低応力化、高耐湿化の効
果が少なく、３０重量部を超えると組成物の流動性が著
しく低下する。

本発明の樹脂組成物には必要に応して離型剤、着色剤、
難燃剤、難燃助剤、カンプリング剤等を使用することも
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、エポキシシラン、アミノシ
ラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、アルキルシラン
等を単独あるいは併用して用いる。

本発明の樹脂ｍ酸物は、上記の各素材をミキシングロー
ル等で加熱しながら混練する方法により製造することが
できる。得られた樹脂組成物は、トランスファ底形によ
り底形する。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例により具体的に説明する。

なお、実施例を示す前に、組成物の製造方法、物性の測
定方法を以下に示す。

（１）＃Ｍ脂組組成の製造方法 各成分を配合し、直径１０インチのミキシングロールに
て、前ロール２２ｒｐｍ、後ロール１８ｒｐｍの条件で
常法に従い１０分間混練した。得られたシート状組成物
を粉砕して、樹脂＆ｌｌ底物酸物た。

（２）スパイラルフロー（ＳＦ） ＥＭＭＩ規格に準じた金型を用いて１７５°Ｃ１６，８
６ＭＰａの条件で測定した。

（３）ガラス転移温度（Ｔｇ）及び 線膨張率（α１） 耐熱性の尺度にはＴｇを用いた。理学電気製の熱機械分
析装置ＴＮＡ標準形を用い、昇温速度５’Ｃ／ｍｉｎの
条件で測定した。試験片は、優れている１　９ｍｍＸ　
ｄｍａ＋Ｘ　４ｍｎ＋、　　Ｉ　７５°Ｃ／６　ｈアフ
タキュア品を使用した。

（４）曲げ弾性率（Ｅ） Ｊ　Ｉｓ−に−６９１１に従い、テンシロン（東洋ボー
ルドイン製）で３点支持型の曲げ試験を行い求めた。試
験片の寸法は７０−×１ｏＩＩＩＢ×３駒で測定は室温
で行った。

（５）金型汚れ性 硬質クロムめっき、鏡面仕上げの円板金型を用いて成形
後のかあたの汚れを目視で観察した。

（６）耐湿性 テスト用素子をモールドしくＤＩＰ−１６ピン）前処理
後（加温８５°Ｃ／８５％ＲＨ／１２　ｈ＋リフロー２
１５°ｃ／９０秒）、１２１°Ｃ，０，２ＭＰａの条件
でＰＣＴ処理を行い、アルξ配線の断線不良を調べた。

〈分散媒中でのシロキサン化合物の硬化〉アミン当量２
０００、粘度３５００ｃｓのシリコーンオイルＫＦ８６
１（信越化学工業■製）２５ｇと、エポキシ当量１８０
０、粘度６０ｃｓのシリコーンオイルＸ−２２−１６３
Ｂ　（信越化学工業■製）４５ｇを混合し、１２０°Ｃ
で混融している水酸基当量１０６、軟化点８３°Ｃのフ
ェノールノボラック樹脂２１０ｇ中に添加して、均一に
白濁するまで撹拌を行い、その後１２０“Ｃで１時間加
熱を続けてシロキサン化合物を反応させた。

（可撓剤−１） ＜ｉｌｌ威物酸物合と物性〉 表１に樹脂組成物の配合と物性を示す。実施例１〜４は
膨張率および弾性率が小さく、低応力化されていること
がわかる。また耐熱性、耐湿性および金型汚れ性も優れ
ている。

以下余白 Ｃ発明の効果〕 本発明にかかる樹脂組成物は低応力であり、耐 熱性、 耐湿性に優れることから、 半導体封止用と して有用でありその工業的価値は大である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （１） （式中のＲは２価の炭化水素基）で表されるビスマレイ
   ミド（Ｂ）エポキシ樹脂（Ｃ）フェノール系ノボラック
   樹脂（Ｄ）有機過酸化物（Ｅ）硬化促進剤（Ｆ）充填剤
   および（Ｇ）上記フェノール系ノボラック樹脂の一部ま
   たは全部を分散媒として、エポキシ基を有する液状シロ
   キサン化合物およびアミノ基を有する液状シロキサン化
   合物を微粒子分散させるとともに加熱することによりシ
   ロキサン化合物粒子を反応硬化させて得られる樹脂混合
   物よりなる半導体封止用樹脂組成物。 ２、ビスマレイミド（Ａ）とエポキシ樹脂（Ｂ）の重量
   比（Ａ）／（Ｂ）が０．１〜４．０である請求項１記載
   の半導体封止用樹脂組成物。 ３、硬化促進剤がイミダゾール系化合物である請求項１
   または２に記載の半導体封止用樹脂組成物。