JPH0577687B2 - - Google Patents
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- JPH0577687B2 JPH0577687B2 JP15828289A JP15828289A JPH0577687B2 JP H0577687 B2 JPH0577687 B2 JP H0577687B2 JP 15828289 A JP15828289 A JP 15828289A JP 15828289 A JP15828289 A JP 15828289A JP H0577687 B2 JPH0577687 B2 JP H0577687B2
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は耐半田ストレス性に優れた、半導体封
止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。 （従来の技術） 従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路等
の電子部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特
に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れたｏ−クレ
ゾールノボラツクエポキシ樹脂をノボラツク型フ
エノール樹脂で硬化させたエポキシ樹脂が用いら
れている。 ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチツ
プがだんだん大型化し、かつパツケージは従来の
DIPタイプから表面実装化された小型、薄型のフ
ラツトパツケージ、例えばSOP，SOJ，PLCCに
変わつてきている。 即ち、大型チツプを小型で薄いパツケージに封
入することになり、応力によりクラツク発生、こ
れらのクラツクによる耐湿性の低下等の問題が大
きくクローズアツプされてきている。 特に半田づけの工程において急激に200℃以上
の高温にさらされることによりパツケージの割れ
や、樹脂とチツプの剥離により耐湿性が劣化して
しまうといつた問題点がでてきている。 これらの大型チツプを封止するのに適した、信
頼性の高い封止用樹脂組成物の開発が望まれてき
ている。 これらの問題を解決するために半田づけ時の熱
衝撃を緩和する目的で、熱可塑性オリゴマーの添
加（特開昭62−115849号公報）や、各種シリコー
ン化合物の添加（特開昭62−115850号公報、62−
116654号公報62−128162号公報）、更にはシリコ
ーン変性（特開昭62−136860号公報）などの手法
で対処しているがいずれも半田づけ時にパツケー
ジにクラツクが生じてしまい信頼性の優れた半導
体封止用エポキシ樹脂組成物を得るまでには至ら
なかつた。 一方、耐半田ストレス性に優れた耐熱性エポキ
シ樹脂組成物を得るために、樹脂系としては多官
能エポキシ樹脂の使用（特開昭61−168620号公
報）等が検討されてきたが、多官能エポキシ樹脂
の使用により架橋密度が上がり耐熱性が向上する
がが、特に200℃〜300℃のような高温にさらされ
た場合においては耐半田ストレス性が不十分であ
つた。 （発明が解決しようとする課題） 本発明はこのような問題に対して、エポキシ樹
脂として３官能エポキシ樹脂を用い、硬化剤とし
てジシクロペンタジエン変性フエノール樹脂を用
いることにより、耐半田ストレス性が著しく優れ
た半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供すると
ことにある。 （課題を解決するための手段） 本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂
として、下記式（）で示される構造の３官能エ
ポキシ樹脂
止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。 （従来の技術） 従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路等
の電子部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特
に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れたｏ−クレ
ゾールノボラツクエポキシ樹脂をノボラツク型フ
エノール樹脂で硬化させたエポキシ樹脂が用いら
れている。 ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチツ
プがだんだん大型化し、かつパツケージは従来の
DIPタイプから表面実装化された小型、薄型のフ
ラツトパツケージ、例えばSOP，SOJ，PLCCに
変わつてきている。 即ち、大型チツプを小型で薄いパツケージに封
入することになり、応力によりクラツク発生、こ
れらのクラツクによる耐湿性の低下等の問題が大
きくクローズアツプされてきている。 特に半田づけの工程において急激に200℃以上
の高温にさらされることによりパツケージの割れ
や、樹脂とチツプの剥離により耐湿性が劣化して
しまうといつた問題点がでてきている。 これらの大型チツプを封止するのに適した、信
頼性の高い封止用樹脂組成物の開発が望まれてき
ている。 これらの問題を解決するために半田づけ時の熱
衝撃を緩和する目的で、熱可塑性オリゴマーの添
加（特開昭62−115849号公報）や、各種シリコー
ン化合物の添加（特開昭62−115850号公報、62−
116654号公報62−128162号公報）、更にはシリコ
ーン変性（特開昭62−136860号公報）などの手法
で対処しているがいずれも半田づけ時にパツケー
ジにクラツクが生じてしまい信頼性の優れた半導
体封止用エポキシ樹脂組成物を得るまでには至ら
なかつた。 一方、耐半田ストレス性に優れた耐熱性エポキ
シ樹脂組成物を得るために、樹脂系としては多官
能エポキシ樹脂の使用（特開昭61−168620号公
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の使用により架橋密度が上がり耐熱性が向上する
がが、特に200℃〜300℃のような高温にさらされ
た場合においては耐半田ストレス性が不十分であ
つた。 （発明が解決しようとする課題） 本発明はこのような問題に対して、エポキシ樹
脂として３官能エポキシ樹脂を用い、硬化剤とし
てジシクロペンタジエン変性フエノール樹脂を用
いることにより、耐半田ストレス性が著しく優れ
た半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供すると
ことにある。 （課題を解決するための手段） 本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂
として、下記式（）で示される構造の３官能エ
ポキシ樹脂
【化】
（式中R1〜R11は、水素、ハロゲン、アルキル
基の中から選択される原子または基） を総エポキシ樹脂量に対して50〜100重量％含む
エポキシ樹脂と、硬化剤として下記式（）で示
される構造のジシクロペンタジエン変性フエノー
ル樹脂硬化剤
基の中から選択される原子または基） を総エポキシ樹脂量に対して50〜100重量％含む
エポキシ樹脂と、硬化剤として下記式（）で示
される構造のジシクロペンタジエン変性フエノー
ル樹脂硬化剤
【化】
（式中R1，R2は水素、ハロゲン、アルキル基
の中から選択される原子または基） を総硬化剤量に対して40〜100重量％含む硬化剤
を使用することを特徴とし、従来のエポキシ樹脂
組成物に比べて、非常に優れた耐半田ストレス性
を有したものである。 式（）で示される構造の３官能エポキシ樹脂
の使用量は、これを調節することにより、耐半田
ストレス性を最大限に引き出すことができる。 耐半田ストレス性の効果を出す為には、式
（）で示される３官能エポキシ樹脂を総エポキ
シ樹脂量の50重量％以上、好ましくは70重量％以
上の使用が望ましい。50重量％未満だと架橋密度
が、上がらず耐半田ストレス性が不充分である。 更に式中のR1，R2，R4〜R7，R10，R11は水素
原子、R3，R8，R9はメチル基が好ましい。 また、２官能以下のエポキシ樹脂では架橋密度
が上がらず、耐熱性が劣り、耐半田ストレス性の
効果が得られない。 式（）で示される３官能エポキシ樹脂と併用
するエポキシ樹脂とは、エポキシ基を有するもの
全般をいう。たとえばビスフエノール型エポキシ
樹脂、ノボラツク型エポキシ樹脂、トリアジン核
含有エポキシ樹脂等のことをいう。 式（）で示される構造のフエノール樹脂硬化
剤は主骨格中にジシクロペンタジエンを有し、可
撓性、撥水性を有するジシクロペンタジエン変性
フエノール樹脂硬化剤である。 このようなフエノール樹脂の使用量は、これを
調節することにより耐半田ストレス性を最大限に
引き出すことができる。 耐半田ストレス性の効果を出す為には、式
（）で示されるジシクロペンタジエン変性フエ
ノール樹脂硬化剤を総硬化剤量の40重量％以上、
好ましくは70重量％以上の使用が望ましい。 40重量％未満だと耐衝撃性及び低吸水性が上が
らず、耐半田ストレス性が不十分である。更に式
中のR1，R2は水素原子またはメチル基が望まし
い。アルキル基については炭素数が２を越えると
エポキシ樹脂との反応性が低下し、硬化性が劣化
する傾向がある。 ｎの値は０〜５の範囲のものを用いる必要があ
る。 ｎの値が５より大きい場合流動性が低下し、成
形性が悪くなる。 式（）で示されるジシクロペンタジエン変性
フエノール樹脂硬化剤と併用する硬化剤として
は、例えば、フエノールノボラツク樹脂、クレゾ
ールノボラツク樹脂、ジシクロペンタジエン変性
フエノール樹脂とフエノールノボラツク及びクレ
ゾールノボラツク樹脂との共重合物、パラキシレ
ン変性フエノール硬化剤、酸無水物、アミン系硬
化剤等を用いることが出来る。 本発明で用いる無機充填材としては、溶解シリ
カ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、２次
凝集シリカ粉末、多孔質シリカ粉末、２次凝集シ
リカ粉末または多孔質シリカ粉末を粉砕したシリ
カ粉末、アルミナ等が挙げられ、特に、溶解シリ
カ粉末が好ましい。 本発明に使用される硬化促進剤はエポキシ基と
フエ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、例えばジアザビシ
クロウンデセン（DBU）、トリフエニルホスフイ
ン（TPP）、ジメチルベンジルアミン（BDMA）
や２メチルイミダゾール（2MZ）等が単独もし
くは２種以上混合して用いられる。 本発明の封止用エポキシ樹脂組成物はエポキシ
樹脂、硬化剤、無機充填材及び硬化促進剤を必須
成分とするが、これ以外に必要に応じてシランカ
ツプリング剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化ア
ンチモン、ヘキサブロムベンゼン等の難燃剤、カ
ーボンブラツク、ベンガラ等の着色剤、天然ワツ
クス、合成ワツクス等の離型剤及びシリコーンオ
イル、ゴム等の低応力添加剤等の種々の添加剤を
適宜配合しても差し支えがない。 また、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成
形材料として製造するには、エポキシ樹脂、硬化
剤、硬化促進剤、充填剤、その他の添加剤をミキ
サー等によつて十分に均一に混合した後、さらに
熱ロール又はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉
砕して成形材料とすることができる。これらの成
形材料は電子部品あるいは電気部品の封止、被
覆、絶縁等に適用することができる。 （実施例） 実施例 １ 下記組成物 式（）で示される３官能エポキシ樹脂
12重量部
の中から選択される原子または基） を総硬化剤量に対して40〜100重量％含む硬化剤
を使用することを特徴とし、従来のエポキシ樹脂
組成物に比べて、非常に優れた耐半田ストレス性
を有したものである。 式（）で示される構造の３官能エポキシ樹脂
の使用量は、これを調節することにより、耐半田
ストレス性を最大限に引き出すことができる。 耐半田ストレス性の効果を出す為には、式
（）で示される３官能エポキシ樹脂を総エポキ
シ樹脂量の50重量％以上、好ましくは70重量％以
上の使用が望ましい。50重量％未満だと架橋密度
が、上がらず耐半田ストレス性が不充分である。 更に式中のR1，R2，R4〜R7，R10，R11は水素
原子、R3，R8，R9はメチル基が好ましい。 また、２官能以下のエポキシ樹脂では架橋密度
が上がらず、耐熱性が劣り、耐半田ストレス性の
効果が得られない。 式（）で示される３官能エポキシ樹脂と併用
するエポキシ樹脂とは、エポキシ基を有するもの
全般をいう。たとえばビスフエノール型エポキシ
樹脂、ノボラツク型エポキシ樹脂、トリアジン核
含有エポキシ樹脂等のことをいう。 式（）で示される構造のフエノール樹脂硬化
剤は主骨格中にジシクロペンタジエンを有し、可
撓性、撥水性を有するジシクロペンタジエン変性
フエノール樹脂硬化剤である。 このようなフエノール樹脂の使用量は、これを
調節することにより耐半田ストレス性を最大限に
引き出すことができる。 耐半田ストレス性の効果を出す為には、式
（）で示されるジシクロペンタジエン変性フエ
ノール樹脂硬化剤を総硬化剤量の40重量％以上、
好ましくは70重量％以上の使用が望ましい。 40重量％未満だと耐衝撃性及び低吸水性が上が
らず、耐半田ストレス性が不十分である。更に式
中のR1，R2は水素原子またはメチル基が望まし
い。アルキル基については炭素数が２を越えると
エポキシ樹脂との反応性が低下し、硬化性が劣化
する傾向がある。 ｎの値は０〜５の範囲のものを用いる必要があ
る。 ｎの値が５より大きい場合流動性が低下し、成
形性が悪くなる。 式（）で示されるジシクロペンタジエン変性
フエノール樹脂硬化剤と併用する硬化剤として
は、例えば、フエノールノボラツク樹脂、クレゾ
ールノボラツク樹脂、ジシクロペンタジエン変性
フエノール樹脂とフエノールノボラツク及びクレ
ゾールノボラツク樹脂との共重合物、パラキシレ
ン変性フエノール硬化剤、酸無水物、アミン系硬
化剤等を用いることが出来る。 本発明で用いる無機充填材としては、溶解シリ
カ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、２次
凝集シリカ粉末、多孔質シリカ粉末、２次凝集シ
リカ粉末または多孔質シリカ粉末を粉砕したシリ
カ粉末、アルミナ等が挙げられ、特に、溶解シリ
カ粉末が好ましい。 本発明に使用される硬化促進剤はエポキシ基と
フエ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、例えばジアザビシ
クロウンデセン（DBU）、トリフエニルホスフイ
ン（TPP）、ジメチルベンジルアミン（BDMA）
や２メチルイミダゾール（2MZ）等が単独もし
くは２種以上混合して用いられる。 本発明の封止用エポキシ樹脂組成物はエポキシ
樹脂、硬化剤、無機充填材及び硬化促進剤を必須
成分とするが、これ以外に必要に応じてシランカ
ツプリング剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化ア
ンチモン、ヘキサブロムベンゼン等の難燃剤、カ
ーボンブラツク、ベンガラ等の着色剤、天然ワツ
クス、合成ワツクス等の離型剤及びシリコーンオ
イル、ゴム等の低応力添加剤等の種々の添加剤を
適宜配合しても差し支えがない。 また、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成
形材料として製造するには、エポキシ樹脂、硬化
剤、硬化促進剤、充填剤、その他の添加剤をミキ
サー等によつて十分に均一に混合した後、さらに
熱ロール又はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉
砕して成形材料とすることができる。これらの成
形材料は電子部品あるいは電気部品の封止、被
覆、絶縁等に適用することができる。 （実施例） 実施例 １ 下記組成物 式（）で示される３官能エポキシ樹脂
12重量部
【化】
オルソクレゾールノボラツクエポキシ樹脂
８重量部 式（）で示されるジシクロペンタジエン変性
フエノール樹脂 ６重量部
８重量部 式（）で示されるジシクロペンタジエン変性
フエノール樹脂 ６重量部
【化】
（ｎ＝１，２であり、その混合比がｎ＝１が
２，ｎ＝２が８の割合で混合されているもの。） フエノールノボラツク樹脂 ５重量部 溶融シリカ粉末 68.8重量部 トリフエニルホスフイン 0.2重量部 カーボンブラツク 0.5重量部 カルナバワツクス 0.5重量部 を、ミキサーで常温で混合し、70〜100℃で２軸
ロールにより混練し、冷却後粉砕した成形材料と
した。 得られた成形材料をダブレツト化し、低圧トラ
ンスフアー成形機にて175℃、70Kg／cm2、120秒の
条件で半田クラツク試験用として６×６mmのチツ
プを52pパツケージに封止し、又、半田耐湿性試
験用として３×６mmのチツプを16pSOPパツケー
ジに封止した。 封止したテスト用素子について下記の半田クラ
ツク試験及び半田耐湿性試験をおこなつた。 半田クラツク性試験：封止したテスト用素子を85
℃，85％RHの環境下で48hrsおよび72hrs処理
し、その後250℃の半田槽に10秒間浸漬後、顕
微鏡で外部クラツクの発生を観察した。 半田耐湿性試験：封止したテスト用素子を85℃、
85％RHの環境下で、48hrsおよび72hrs処理
し、その後250℃の半田槽に10秒間浸漬後、プ
レツシヤークツカー試験（125℃、100％RH）
を行い回路のオーブン不良を測定した。 試験結果を第１表に示す。 実施例 ２〜５ 第１表の処方に従つて配合し、実施例１と同様
にして成形材料を得た。この成形材料で試験用の
封止した成形品を用いて実施例１と同様に半田ク
ラツク試験及び半田耐湿性試験を行つた。試験結
果を第１表に示す。 比較例 １〜４ 第１表の処方にしたがつて配合し、実施例１と
同様にして成形材料を得た。この成形材料で試験
用の封止した成形品を得、この成形品を用いて実
施例１と同様に半田クラツク試験及び半田耐湿性
試験を行つた。結果を第１表に示す。
２，ｎ＝２が８の割合で混合されているもの。） フエノールノボラツク樹脂 ５重量部 溶融シリカ粉末 68.8重量部 トリフエニルホスフイン 0.2重量部 カーボンブラツク 0.5重量部 カルナバワツクス 0.5重量部 を、ミキサーで常温で混合し、70〜100℃で２軸
ロールにより混練し、冷却後粉砕した成形材料と
した。 得られた成形材料をダブレツト化し、低圧トラ
ンスフアー成形機にて175℃、70Kg／cm2、120秒の
条件で半田クラツク試験用として６×６mmのチツ
プを52pパツケージに封止し、又、半田耐湿性試
験用として３×６mmのチツプを16pSOPパツケー
ジに封止した。 封止したテスト用素子について下記の半田クラ
ツク試験及び半田耐湿性試験をおこなつた。 半田クラツク性試験：封止したテスト用素子を85
℃，85％RHの環境下で48hrsおよび72hrs処理
し、その後250℃の半田槽に10秒間浸漬後、顕
微鏡で外部クラツクの発生を観察した。 半田耐湿性試験：封止したテスト用素子を85℃、
85％RHの環境下で、48hrsおよび72hrs処理
し、その後250℃の半田槽に10秒間浸漬後、プ
レツシヤークツカー試験（125℃、100％RH）
を行い回路のオーブン不良を測定した。 試験結果を第１表に示す。 実施例 ２〜５ 第１表の処方に従つて配合し、実施例１と同様
にして成形材料を得た。この成形材料で試験用の
封止した成形品を用いて実施例１と同様に半田ク
ラツク試験及び半田耐湿性試験を行つた。試験結
果を第１表に示す。 比較例 １〜４ 第１表の処方にしたがつて配合し、実施例１と
同様にして成形材料を得た。この成形材料で試験
用の封止した成形品を得、この成形品を用いて実
施例１と同様に半田クラツク試験及び半田耐湿性
試験を行つた。結果を第１表に示す。
【表】
（発明の効果）
本発明に従うと従来技術では得ることのできな
かつた耐熱性及び、低吸水性、耐衝撃性を有する
エポキシ樹脂組成物を得ることができるので、半
田づけ工程による急激な温度変化による熱ストレ
スを受けたときの耐半田クラツク性に非常に優
れ、更に、耐湿性が良好なことから電子、電気部
品の封止用、被覆用、絶縁用等に用いた場合、特
に表面実装パツケージに搭載された高集積大型チ
ツプICにおいて信頼性が非常に必要とする製品
について好適である。
かつた耐熱性及び、低吸水性、耐衝撃性を有する
エポキシ樹脂組成物を得ることができるので、半
田づけ工程による急激な温度変化による熱ストレ
スを受けたときの耐半田クラツク性に非常に優
れ、更に、耐湿性が良好なことから電子、電気部
品の封止用、被覆用、絶縁用等に用いた場合、特
に表面実装パツケージに搭載された高集積大型チ
ツプICにおいて信頼性が非常に必要とする製品
について好適である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (A) 下記式（）で示される構造の３官能エ
ポキシ 【化】 （式中R1〜R11は水素、ハロゲン、アルキル基
の中から選択される原子または基） を総エポキシ樹脂量にたいして50〜100重量％含
むエポキシ樹脂 (B) 下記式（）で示される構造のジシクロペン
タジエン変性フエノール樹脂 【化】 （式中R1，R2は水素、ハロゲン、アルキル基
の中から選択される原子または基） を総硬化剤量に対して40〜100重量％含む硬化剤 (C) 無機充填剤 (D) 硬化促進剤 を必須成分とする半導体封止用のエポキシ樹脂組
成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15828289A JPH03128920A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15828289A JPH03128920A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03128920A JPH03128920A (ja) | 1991-05-31 |
| JPH0577687B2 true JPH0577687B2 (ja) | 1993-10-27 |
Family
ID=15668192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15828289A Granted JPH03128920A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03128920A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0710962A (ja) * | 1993-06-25 | 1995-01-13 | Matsushita Electric Works Ltd | エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物を用いたプリプ レグ、及びプリプレグを用いた絶縁基板 |
-
1989
- 1989-06-22 JP JP15828289A patent/JPH03128920A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03128920A (ja) | 1991-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |