JPH0366724A - 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〕 この発明は、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、基材となるエポキシ樹脂に、１分子
中ｆζ２個以上の水酸基を有するフェノール樹脂と特定
の環状フェノール化合物とを特定の割合で含有させるこ
とにより、耐熱性、耐湿性および耐冷熱衝撃性を向上さ
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
することはすでによく知られたことであり、これらの封
止樹脂のなかでも、特開昭６３−７７９３０号公報に示
されるように、基材樹脂としてクレゾールノボラ・ソク
型エポキシ樹脂と硬化剤としてのフェノールノボラ゛ソ
ク樹脂とを組合わせたエポキシ樹脂組成物は、封止後の
耐湿性、高温電気特性、成形性などがすぐれ、比較的安
価であるので汎用されている。

しかし、この種の樹脂で封止された樹脂封止パ・ソケー
ジ１こあっては、ＩＣ％ＬＳＩ　ｑどの半導体装置にお
ける実装手段の多機化に伴ない、小窒化や薄型化への指
向が進んでいるので、ここで使用されるエポキシ樹脂組
成物は耐熱性、耐湿性、低膨張係数、低弾性率および高
ガラス転移温度などの特性の向上が望まれている。特に
、耐熱性について。

その傾向が著しい。例えば、基板への実装後、溶融半田
内にデイ゛ソブすると、封止樹脂にクラ゛ソクを生じた
り、あるいは素子特性が変動するといった問題が生じる
。

また、１５０℃以上の耐熱性が要求される目動車搭載用
の素子には、適用が極めて困難であった。

そこで、耐熱性を向上させるために５例えば、’Ｒｈ硬
化’ｉ’ＮＭＭ　ＶｏＣ８，Ｎｏ、１　、ｐ２５　（１
９８７）に示されるよう１と、エポキシ樹脂の硬化剤で
あるフェノールノボラ・ソク樹脂に代えて、ポリーＰ−
ビニルフェノールの適用が検討されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記ポリ−ｐ−ビニルフェノールによる耐熱性の改善は
樹脂組成物の流動性の低下につながる可能性がある、い
わば成形性を低下させることζこなり、満足できる樹脂
封止ができないなどの問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、樹脂組成物の成形性を低下させることなく
副熱性、副湿性および耐冷熱衝撃性を有する半導体耐圧
用エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、 （４）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、 申）１分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有する
フェノール樹脂、 Ｃ）一般式（１）で表わされる環状フェノール化合物お
よび Ｄ）無機充填剤からなり、上記間成分ε上記Ｃ）成分と
の重量比が（Ｂ）　／　（Ｃ）−ＩＬＬ５〜１３の範囲
であることに特徴づけられる半導体封止用エポキシ樹脂
組成物により達成される。

〔作用〕

この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は。

基材となるエポキシ樹脂に対して、１分子中に２個以上
のフェノール性水酸基を有するフェノール樹脂と特定の
環状フェノール化合物とを特定の割合で含有させること
により、樹脂組成物の流動性を損なうことなく、耐熱性
、耐湿性および耐冷熱衝撃性を向上させたものである。

〔実施例〕

この発明に用いられる、（Ａ）　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しては、例えばノボ
ラ・ソク系エポキシ樹脂、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？エポキシ樹脂、
脂環式系エポキシ樹脂など、種々のクイブのエポキシ樹
脂があげられるが、これらのなかでもノボ→゛ノク系エ
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Ｌｔ　ｉ　＝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、必要に応して臭素化ノボラ・ソク系エポキシ樹
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。

この場合、これらの臭素化エポキシ樹脂の□用量は、前
記エポキシ樹脂１００重量部に対して５０重量部以下で
あるのが好ましい。

この発明に用いられる、（Ｂ）　ｍ分子中に２個以上の
フェノール性水酸基を有するフェノール樹脂としては、
例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、ビス
フェノールＡ、レゾルシンなどのフェノール系化合物と
ホルムアルデヒドまたは／、＜ラホルムアルデヒドとを
酸性触媒下で縮合反応させることによりえられたもので
あり、未反応モノマーは得られたフェノール樹脂中、０
．５重量％以下であるのが好ましい。

この発明に用いられる。〇一般式（１）で表わされる環
状フェノール化合物は。

溶媒中において、アルカリ金属の水酸化物の存在下で、
ｐ−４ｅｒｔ−ブチルフェノールとパラホルムアルデヒ
ドとの縮合あるいはｐ−１ｅｒｔ−ブチルフェノールと
ホルムアルデヒドとの綜合により得られる。

上記溶媒としては、キシレン、トルエンなどが単独ある
いは混合して用いることができる。

上記アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化カリウム
、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジウムなどを用いるこ
とができる。

この発明になる半導体封止用エポキシ樹脂組成物の構成
成分である。前記中）成分とＣ）成分との配合割合は、
重量比で中１／（Ｃ）−１，５〜１３、好ましくは２〜
８の範囲である。（Ｂｌ／（Ｃ）が１．５未満では。

上記エポキシ樹脂組成物の流動性が低下するので、作業
性が悪くなり、（ロ）／（Ｃ）が１３をこえると上記エ
ポキシ樹脂組成物のガラス転移温度を十分に高くするこ
とかでλず、耐熱性の改善が行なえないので、いずれも
好ましくｆｘい。

この発明に用いられる。０無機充填剤としては、例えば
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ｆｌどが
あげられる。これら無機質充填剤の添加量は組成物中に
５０〜８５％ＣＭＩＩＥ％、以下同様）含有されるのが
好ましい。５０％未満では線膨脹係数および硬化収縮を
低下させる効果が小さく　ｆｘす、また８５％をこえる
と流動性が低下し１作業性が低下する傾向にあるので、
５０〜８５％の範囲内で要求特性に応じて配合量を適宜
選択するのが好ましい。

さらにまた、この発明にｒｌる半導体封止用エポキシ樹
脂組成物には、必要に応じて、イミダゾール系化合物、
第三級アミン類、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、カルナパワ・ソクス、合成
ワ・ソクス、２どの離型剤、三酸化アンチモンｒＪどの
難燃助剤、γ−グリシロキシプロビルトリメトキシシラ
ンなどの力・ソプリング剤、シリコーンゴム、フッ素ゴ
ム、などのゴム成分を、組成物中での含有量が１０％を
こえない範囲でそれぞれに添加してもよい。

また、この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、
一般に使用されている公知の混合装置、例、ｔ　ハ、ロ
ール、ニーダ、ライカル機、ヘンシェルミキサー（三井
三池製作所製商品名）などを用いて容易に調製すること
ができる。

次に、この発明に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物
の実施例につき、その比較例と併せて詳細に説明する。

環状フェノール化合物の製造例 ｐ−ｔ＠ｒＬ−ブチルフェノール５５゜６ｇｒ　、パラ
ホルムアルデヒド！８ｇｒ　、　１０規定苛性カリウム
溶液０．８ｍｌ　　およびキシレン３００ｇｒを水採取
管を備えた１１の４・ソロフラスコに仕込み、Ｎ２ガス
気流下において、攪拌機により攪拌しながら１２０℃〜
＋４０Ｃに昇温し、キシレン還流下で５時間反応させ、
白色沈殿物を得た。この沈殿物をフィルターで採取し。

トルエン、エーテル、アセトンおよびイオン交換水で洗
浄した後、クロロホルムで再結晶し、１５０℃で減圧乾
燥８ｈｒ行なった。

このようにして得た化合物は、っぎの特性測定の結果、
前記一般式で表わされる環状フェノール化合物であるこ
とを確認した。赤外吸収スペクトル：　３３００ｃｍ　
Ｉ　ＪとＯＨ基に基づく吸収、融点：　４１１〜４１２
℃、および元素分析二〇　、　８１．４５　（計算値８
１．４４）、Ｈ、８，７１（計算値８．７０）〔実施例
１〜６．比較例１〜５〕 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。

８０〜１１０℃の熱ロールで３〜７分間混練したのち粉
砕し、プレス装置を用いて３１００〜１５００　ｋｇ／
　ａｍ”の圧力下でタブレ゛ソトを作製した。続いて、
このようにして得たタブレ・ソトを用いて、金型温度が
１８０℃±５℃、プランジャー圧力が８０ｋｇ１０ｎ”
、成形時間が９０ｇｅａの条件でトランスファー成形し
、各種の信頼性評価用モニターチ・ソプと各種の評価用
試験片とをそれぞれに作用し、かつこれらの各信頼性評
価用モニターチップおよび各評価用試験片に対して、１
７５℃、　ｇｈｒＯ後硬化処理を施した。

また、前記のように処理された各評価用試験片を用いて
１曲げ弾性率１曲げ強度、線膨張係数。

ガラス転移温度および流動性のそれぞれについて測定し
た。その結果を次の第２表ξこ示す。

さらｌこ、前記のように処理された各信頼性評価用モニ
ターチ・ソプを用いて、耐熱信頼性試験、耐湿信頼性試
験および劇冷熱衝撃性試験を次の手段で行なった。その
結果を第３表に示す。

“耐熱信頼性試験” 空気中、２５０℃の条件で、モニターチップに不良が発
生するまでの時間を測定した。

・耐湿信頼性試験” ＰＣＴ　（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｏｋｅｒ　Ｔｅｓ＆
）　１３０℃、２．７気圧の条件で％　１０００ｈｒ　
後でのモニターチップの不良数によって評価した。

”耐冷熱衝撃試験” 一６５℃で３Ｑｍｉｎと１５０℃で３０ｔｏｉｎとを１
サイクルとし、２００サイクル後でのモニターチ・ソプ
の不良数によって評価した。

すなわち、前記第２表から判るように、この実施例での
半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いた場合には、装
置自体の曲げ弾性率９曲げ強度および線膨張係数などの
基本的特性とか、組成物の流動性２どを著しく変えるこ
となく、そのガラス転移温度を高くでキ、シかも、前記
第３表から判るように、装置自体の耐熱性、耐湿性およ
び耐冷熱衝撃性についても非常２ζ優れた特性を有する
ものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、この発明の半導体封止
用エポキシ樹脂組成物は、基材となるエポキシ樹脂に対
して、硬化剤として１分子中に２個以上の７エノール性
水酸基を有するフェノール樹脂と特定の環状フェノール
化合物とを特定の割合で含有させたので、樹脂封止パ゛
ソケージなどの樹脂封止に必要とされる樹脂組成物の流
動性が保持され、しかもそのものの硬化物は高いガラス
転移温度を有し、耐熱性、耐湿性および耐冷熱衝撃性に
優れる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）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）１分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有す
   るフェノール樹脂、 （Ｃ）一般式（１）で表わされる環状フェノール化合物
   、および ▲数式、化学式、表等があります▼（１） 式中、Ｒは水素原子あるいは▲数式、化学式、表等があ
   ります▼基 ［を表わし、ｎ＝４，６あるいは８の整数を表わす。］ （Ｄ）無機充填剤からなり、上記（Ｂ）成分と上記（Ｃ
   ）成分との重量比が（Ｂ）／（Ｃ）＝１．５〜１３の範
   囲であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組
   成物。