JPH04202321A

JPH04202321A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH04202321A
Application number: JP32956190A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Fujieda; 義雄藤枝
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-23

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）本発明は高集積度ＩＣ封止用樹脂組成物に適する耐湿性
に優れたエポキシ樹脂組成物に関するものである。

（従来の技術）近年、ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子を安価に封止する
ためにはセラミック封止や金属封止に代わり熱硬化性樹
脂成形材料を用いて樹脂封止する方法が行われている。

この封止用成形材料としては低圧成形用エポキシ樹脂成
形材料が最も一般的に用いられている。

この樹脂封止化に伴い封止樹脂の信頼性、特に耐湿性の
向上が強く要求されている。

封止樹脂の耐湿性は、その配合組成によるところが太き
（バルク透湿、界面よりの水の浸入、不純物レベル、電
気特性などが支配要因と考えられる。また、近年、自動
車などの用途には高温下における信頼性の要求も強まっ
ている。

封止樹脂の耐湿性試験でＡＬ配線腐食要因となる不純物
としては、ナトリウム、塩素、臭素などが挙げられる。

この中でナトリウムについては、原料の精製により耐湿
性はほぼ問題のない水準に到達している。臭素について
は使用している難燃剤が発生源である。この臭素は高温
下における信頼性、即ち金線とアルミバットの接合部の
断線を誘発するものと考えられている。臭素系以外の難
燃剤も数種提案されているが成形性、信頼性、価格など
のバランスから現在の半導体封止用エポキシ樹脂の難燃
剤としては臭素化エポキン樹脂／三酸化アンチモン系が
最も一般的である。しかし、高温高湿下または高温保管
（２００°Ｃ以上）での信頼性を向上するために臭素含
有量を低減すると耐燃性が下がり両特性を両立させた樹
脂組成物系を得ることは困難であった。

塩素イオンについては原料のエポキシ樹脂の高純度化に
より改善されているがエポキシ樹脂の精製時に除去でき
ない加水分解性塩素はおよそ１１００ｐｐ存在しており
、この塩素が高温高湿下または高温保管時に解離し信頼
性を低下させる要因と考えられている。

（発明が解決しようとする課題）本発明は高温高湿下または高温保管（２００６Ｃ）時の
信頼性が極めて優れ且つ成形性、難燃性等の低特性も優
れた樹脂組成物を提供するものである。

（課題を解決するための手段）本発明者はこれらの問題を解決するために鋭意検討した
結果（Ａ）エポキシ樹脂（Ｂ）臭素化エポキシ樹脂（Ｃ）ノボラック型フェノール樹脂（Ｄ）硬化促進剤（Ｅ）アンチモン化合物（Ｆ）ハロゲンイオン交換体を主成分とする組成物において（Ａ）と（Ｂ）と（Ｆ）
または（Ａ）と（Ｂ）と（Ｆ）と（Ｅ）を予め溶融した
混合物を配合する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を見
いだした。

（作用）本発明に用いるエポキシ樹脂としては１分子中に２個以
上のエポキシ基を有するものであればいかなるものでも
良く、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エ
ポキン樹脂、クレゾールノラック型エポキシ樹脂、脂環
式エポキシ樹脂等が挙げられこれらのエポキシ樹脂は１
種または２種以上混合して用いることもてきる。

臭素化エポキシ樹脂は、ビスフェノール型臭素化エポキ
シ樹脂、フェノールノボラック型臭素化エポキシ樹脂等
臭素、エポキシ基を有するものであれば良い。

硬化剤のノボラック型フェノール樹脂はフェノールノボ
ラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂およびこれらの
変性樹脂が挙げられ、これらは１種または２種以上混合
して用いることもできる。

硬化促進剤はエポキシ基とフェノール性水酸基との反応
を促進するものであればよく、一般に封止用材料に使用
されているものを広く使用することができ、例えばＢＤ
ＭＡ等の第３級アミン類、イミダゾール類、ＤＢＵ、　
　トリフェニルホスフィン等の有機リン化合物等が挙げ
られ単独もしくは２種以上混合して用いても良い。

本発明で用いられる無機充填材としては結晶ンリカ、溶
融シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、マイカ
、ガラス繊維等が挙げられる。

その他必要に応じてワックス類等の離型剤、カーホンブ
ラック、ベンガラ等の着色剤、ンランカップリング剤そ
の低熱可塑性樹脂等を適宜添加配合することができる。

　上記の原料中に含まれるアルカリ金属およびハロゲン
等の不純物は極めて少ないことが必須である。

アンチモン化合物は三酸化アンチモン、四酸化アンチモ
ンが挙げられる。

本発明で用いられるハロケンイオン交換体には、ハイド
ロタルサイト、鉄酸、炭酸、スズ酸、ジルコニウム酸、
ビスマス酸等の含水酸化物などを挙げることができる。

このハロゲンイオン交換体、エポキシ樹脂臭素化エポキ
シ樹脂および必要によりアンチモン化合物をニーダ−あ
るいは反応釜に仕込み温度１００〜２００℃で真空（１
−１０−３ｔｏｒｒ）下、マタハ常圧下において２０分
〜２時間溶融混合する。この過程で遊離の臭素イオン、
塩素イオンあるいは加水分解性の塩素はハロゲンイオン
交換体に捕捉されると同時に一部蒸発もする。

樹脂組成物として配合する各成分の割合は全エポキシ樹
脂量を１００重量部として、これに対して臭素化エポキ
ン樹脂、ハロケンイオン交換体およびアンチモン化合物
の量はそれぞれ５〜２５重量部、１〜２５重量部、５〜
２５重量部である。

予め溶融する溶融混合物に用いるエポキシ樹脂量は樹脂
組成物に配合する全エポキシ樹脂量を１００重量部とし
、その５０〜１００％を使用し、臭素化エポキシ樹脂５
〜２５重量部でハロゲンイオン交換体は１〜２５重量部
で、必要によりアンチモン化合物を５〜２５重量部添加
してもよい。

臭素化エポキシ樹脂が２５重量部を越えると高温保管特
性および耐湿性が悪化する。５重量部未満だと耐燃性が
悪化する。ハロゲンイオン交換体が２５重量部を越える
と粘度が高くなり成形性が悪くなり、１重量部未満だと
イオン交換体の効果が発揮されない。上記溶融混合物に
配合するエポキシ樹脂量が樹脂組成物に配合する全エポ
キシ樹脂量を１００重量部として５０％（５０重量部）
未満だと高温保管特性、耐湿性が悪化する。

従って、樹脂組成物中に占めるエポキシ樹脂成分は全量
または１部を溶融混合物でまかなえる。

このように予め溶融した混合物を使用することにより、
単に各成分を配合した樹脂組成物に較べて臭素および塩
素イオンを減少でき、特に臭素イオンを大幅に減少でき
る。

本発明の半導体対土用エポキシ樹脂組成物を製造するに
は一般的な方法として、所定の配合比の原料をミキサー
によって十分に混合した後、更にロールやニーダ−等に
より溶融混練処理し、次いで冷却固化せて適当な大きさ
に粉砕することにより容易に製造することができる。

［実施例コ以下、本発明を実施例で示す。配合割合は重量部を示す
。

製造例Ｐ１〜Ｐ７第１表に示した配合割合の各成分を反応釜に仕込み溶融
混合条件で溶融する。

実施例１〜７、比較例１第２表に示したそれぞれの配合割合の組成物を常温で十
分に混合し、更に９５〜１００℃で２軸ロールにより混
練し、冷却後粉砕して成形材料とし、これをタブレット
化して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。

この材料をトランスファー成形機（成形条件。

金型温度１７５℃、硬化時間２分）を用いて成形し、得
られた成形品を１７５℃、８時間で後硬化し評価した。

結果を第２表に示す。

評価方法＊１、塩素イオン。＊２、臭素イオン樹脂組成物を１７５℃、４時間で加熱させた後１００メ
ツシユ以下に微粉砕した材料３ｇをエチルアルコール３
ｍｌと共に４７ｍ１の蒸留水中に入れ、該混合液を密閉
容器に入れ、１２５℃、２０時間加熱処理する。処理後
、上澄液中の両イオンをイオンクロマトグラフィーで測
定する。

＊３、加水分解性塩素樹脂組成物をジオキサンに溶かし、１規定苛性ソーダを
加え煮沸する。その後濃硝酸、蒸留水を加えて、１１５
００規定または１／１００規定の硝酸銀のイソプロピル
アルコール標準溶液て電位差滴定する。

＊４、耐湿性成形品（チップサイズ３６ｍｍ２、パ。

ケーン厚２ｍｍ）２０個を１２５℃、１００％ＲＨの条
件でプレッシャークツカー試験をし、回路オープン不良
率が５０％を越えた時間を示す。

＊５高温（２００’Ｃ）保管特性成形品２０個を１７５℃、８時間後硬化した後、１８５
℃の高温釜に放置し、成形品リートピン間の抵抗を測定
しリードピン間の抵抗が１オ一ム以上になった場合不良
と判定。リードピン間の抵抗不良率が５０％を越えた時
間。

＊６燃焼性試験片１２７ｍｍＸ１２．７ｍｍＸ３．２ｍｍを使用し
ＵＬ−９４のＶ−Ｑレベルのものが○。

＊７成形性得られた成形品のベント部の樹脂パリの長さが１．０ｍ
ｍ未満が○、１．　０ｍｍ以上が×。

（発明の効果）本発明の方法に従うと遊離の臭素イオン、塩素イオンあ
るいは加水分解性の塩素イオンを効果的に捕捉すること
ができ高温高湿下あるいは高温（２００℃以上）保管下
での信頼性が極めて優れた半導体対土用エポキシ樹脂組
成物を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（Ａ）エポキシ樹脂（Ｂ）臭素化エポキシ樹脂（Ｃ）ノボラック型フェノール樹脂（Ｄ）硬化促進剤（Ｅ）アンチモン化合物（Ｆ）ハロゲンイオン交換体を主成分とする組成物において（Ａ）と（Ｂ）と（Ｆ）
または（Ａ）と（Ｂ）と（Ｆ）と（Ｅ）を予め溶融した
混合物を配合することを特徴とする半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。