JPH04348059A - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は耐湿性に優れた高信頼性
の半導体封止用樹脂組成物に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】トランジスタ−、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導
体素子の封止法としては、エポキシ樹脂組成物のトラン
スファ−成形による方法が低コスト、大量生産に向いた
方法として採用され、信頼性の面でもエポキシ樹脂の日
進月歩の改良により十分使用に耐えるレベルにある。　
　しかしエレクトロニクス製品の軽薄短小化の流れの中
で半導体パッケ−ジの表面実装という実装法が生まれエ
ポキシ樹脂封止半導体製品の信頼性の面で大きな問題が
生じている。即ち回路基板への半導体パッケ−ジの半田
付けの際半導体パッケ−ジを回路基板へ仮止めした後、
半田付け槽へ浸漬するため半導体パッケ−ジが半田の非
常に高い温度の影響を受け（例えば２４０〜２６０℃）
、そのため半導体パッケ−ジが吸湿水の熱膨張によるダ
メ−ジを受けシリコンペレットと樹脂界面に隙間が発生
したり、パッケ−ジ自体にクラックが発生したりして半
導体製品の信頼性が著しく低下する。 【０００３】従来上記の問題を解決するためにエポキシ
樹脂を耐熱化したり（特開昭６１−１６８６２０）、エ
ポキシ樹脂に可撓性を与える（特開昭６２−１１５８５
０、６２−１１６６５４、６２−１２８１６２、６２−
１３６８６０）等の他、エポキシシラン、アミノシラン
等のシランカップリング剤の添加方法が提案されている
がいずれも十分ではなく半田処理後の半導体製品の信頼
性を１００％保証するレベルには到達し得なかった。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる半導体
製品の表面実装化における半田処理後の信頼性劣化を防
止するための半導体封止用樹脂組成物を提供するもので
ある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明はエポキシ樹脂、
フェノ−ルノボラック樹脂、硬化促進剤および無機充填
材を主成分とする樹脂組成物において、ウレイドシラン
（Ａ）を０．１〜２．０重量％およびメルカプトシラン
（Ｂ）を０．１〜２．０重量％含有し、配合割合が（Ａ
）／（Ｂ）＝１．０〜１０．０（重量比）で、ウレイド
シラン（Ａ）およびメルカプトシラン（Ｂ）が下記式［
１］および［２］からなる樹脂組成物である。 （Ｈ２ＮＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２）ｍＳｉ（ＯＲ１
）ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　［１］　　　
　　　　　Ｒ１＝−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３　　ｍ＝１
〜２　　　ｎ＝２〜３　　ｍ＋ｎ＝４　　　　（ＨＳＣ
Ｈ２ＣＨ２ＣＨ２）ｘＳｉ（ＯＲ２）ｙ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　［２］　　　
　　　　　Ｒ２＝−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３　　ｘ＝１
〜２　　　ｙ＝２〜３　　ｘ＋ｙ＝４　　　　【０００
６】 【作用】本発明で用いられるエポキシ樹脂はクレゾ−ル
ノボラック型エポキシ、三官能エポキシ、ビフェニル型
二官能エポキシ、ビスフェノ−ル型エポキシ、臭素化エ
ポキシ等が挙げられるが、特に限定するものでない。こ
れらのエポキシ樹脂は単独または併用して使用してよい
。硬化剤のノボラック型フェノ−ル樹脂はフェノ−ルノ
ボラック型，クレゾ−ルノボラック型およびこれらの変
性樹脂が挙げられるが、特に限定するものでない。これ
らは単独または併用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−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、たとえばＢＤＭＡ等
の第３級アミン類、イミダゾ−ル類、ＤＢＵ、トリフェ
ニルホスフィン等の有機リン化合物などが挙げられ、単
独または併用して用いることもできる。本発明で用いら
れる無機充填材としては結晶シリカ、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。 【０００７】本発明で用いられるウレイドシランは式［
１］であり、特に望ましくは（Ｈ２ＮＣＯＮＨＣＨ２Ｃ
Ｈ２ＣＨ２）Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３を挙げることが
できる。　　ウレイドシランは常温でゲル状のため種々
の有機溶媒で希釈して使用することが好ましい。有機溶
媒としてメタノ−ル、エタノ−ル、アセトン、メチルエ
チルケトン等の汎用のものを使用できるが安全性の面で
エタノ−ルが好ましい。メルカプトシランは式［２］で
あり、特に望ましくは（ＨＳＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２）−Ｓ
ｉ（ＯＣＨ３）３を挙げることができる。 【０００８】ウレイドシラン（Ａ）とメルカプトシラン
（Ｂ）の配合割合は（Ａ）／（Ｂ）＝１．０〜１０．０
で用いるが、好ましくは（Ａ）／（Ｂ）＝２〜５である
。（Ａ）／（Ｂ）が１．０未満では信頼性が低下し、（
Ａ）／（Ｂ）が１０．０を越えると成形作業性と信頼性
が悪化し好ましくない。ウレイドシラン、メルカプトシ
ランの使用方法は充填材に噴霧するかまたはドライブレ
ンドで常温または加熱下で混合した後エポキシ樹脂硬化
剤と混合し加熱混練する方法が好ましい。ウレイドシラ
ン、メルカプトシランは他のシランカップリング剤と併
用してもよいが他のシランカップリング剤はウレイドシ
ランとメルカプトシランの添加量の合計以下が好ましい
。 【０００９】本発明で用いるウレイドシランはシリカ、
半導体素子およびリ−ドフレ−ムとの密着性を向上させ
る作用がある。しかし成形時にウスバリが発生する欠点
がある。一方メルカプトシランはウレイドシランと同様
に密着性を向上させる作用があり、かつ成形時にウスバ
リが発生しにくい特徴がある。しかしメルカプトシラン
特有の悪臭を発生する欠点があった。両者の長所を生か
し本発明の配合割合で併用することにより信頼性が飛躍
的に向上しウスバリがきわめて良好なレベルのものが得
られる。これはウレイドシランとメルカプトシランの特
異な相乗効果と思われる。　　本発明の樹脂組成物には
必要に応じて難燃剤、ワックス類等の離型剤、カ−ボン
ブラック、ベンガラ等の着色剤、上記以外のシランカッ
プリング剤その他熱可塑性樹脂等を適宜添加配合するこ
とができる。 【００１０】以下本発明を実施例で示す。配合割合は重
量部で示す。 【実施例】 実施例１ 　　クレゾ−ルノボラックエポキシ樹脂　　　　（エポ
キシ当量２００、軟化点７０℃）　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　９５重量部　　臭素化エポキ
シ樹脂（エポキシ当量２７０、軟化点７０℃）　　　　
　　１０重量部　　フェノ−ルノボラック樹脂（水酸基
当量１０４、軟化点１１０℃）５０重量部　　溶融シリ
カ（龍森　　ＲＤ−８）　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　４９０重量部　　ト
リフェニルホスフィン　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
２重量部　　ウレイドシラン（γ−ウレイドプロピルト
リエトキシシラン）　　　　　　３重量部　　メルカプ
トシラン（γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
）　　１重量部　　三酸化アンチモン　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　５重量部　　カルナバワッ
クス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３重
量部　　カ−ボンブラック　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　２重量部を常温で十分に混合し、次に
８０〜１００℃で二軸熱ロ−ルを用い混練し冷却後粉砕
してタブレット化し半導体封止用樹脂組成物を得た。 【００１１】実施例２ 実施例１と同一配合で溶融シリカとウレイドシラン、メ
ルカプトシランを常温で混合後９０℃で１時間加熱処理
をし冷却後残りの配合物と常温で混合し他は実施例１と
同様にして樹脂組成物を得た。 【００１２】実施例３〜５ 実施例１と同様にして表１に示す樹脂組成物を得た。 比較例１〜５ 実施例１と同様にして表１に示す組成の樹脂組成物を得
た。 ※１　　ビフェニル型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９
０、軟化点１０７℃） ※２　　三官能型エポキシ樹脂（エポキシ当量２００、
軟化点１８０℃） ※３　　エポキシシラン（γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン） ※４　　臭素化エポキシ樹脂（エポキシ当量２７０、軟
化点７０℃） 【００１３】実施例１〜５、比較例１〜５の樹脂組成物
をトランスファ−成形機を用いて１７５℃で成形し評価
用のテストピ−スを得た。評価結果を表１に示す。 評価方法 ※５　　リ−ド引き抜き強度 １６ＰＤＩＰ（３００ｍｉｌ）と引き抜き部を樹脂組成
物で一体成形した成形品の一端を固定しリ−ド部を引き
抜く。 ※６　　バリ長さ １６ＰＤＩＰ成形品のエアベント部に発生するバリの長
さを測定。 ※７　　半田ＰＣＴ寿命（信頼性） 模擬素子を封入した１６ＰＳＯＰを用い、８５℃、８５
％ＲＨで１６８時間吸湿処理後半田槽に１０秒間浸漬し
ＰＣＴ（１２５℃、２．３ａｔｍ）寿命で判定。 【００１４】 【表１】 【００１５】 【発明の効果】本発明の半導体封止用樹脂組成物は密着
性に優れており、該組成物を用いて封止した半導体パッ
ケ−ジを回路板に実装し半田槽に浸漬した後でも耐湿性
に優れた高信頼性のパッケ−ジを得ることができる。ま
た成形時のバリが少ない特徴がある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エポキシ樹脂、フェノ−ルノボラック
   樹脂、硬化促進剤及び無機充填材を主成分とする樹脂組
   成物において、ウレイドシラン（Ａ）を０．１〜２．０
   重量％およびメルカプトシラン（Ｂ）を０．１〜２．０
   重量％含有し、配合割合（Ａ）／（Ｂ）＝１．０〜１０
   ．０（重量比）であることを特徴とする半導体封止用樹
   脂組成物。
2. 【請求項２】　　ウレイドシラン（Ａ）およびメルカプ
   トシラン（Ｂ）が下記式［１］および［２］からなるこ
   とを特徴とする請求項１の半導体封止用樹脂組成物。 （Ｈ２ＮＣＯＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２）ｍＳｉ（ＯＲ１
   ）ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　［１］　　　　
   　　　　Ｒ１＝−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３　　ｍ＝１〜
   ２　　ｎ＝２〜３　　ｍ＋ｎ＝４　　　　（ＨＳＣＨ２
   ＣＨ２ＣＨ２）ｘＳｉ（ＯＲ２）ｙ　　　　　　　　　
   　　　　　　　　　　　　　　　　［２］　　　　　　
   　　Ｒ２＝−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３　　ｘ＝１〜２　
   　ｙ＝２〜３　　ｘ＋ｙ＝４