JPH0588732B2 - - Google Patents
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- JPH0588732B2 JPH0588732B2 JP142786A JP142786A JPH0588732B2 JP H0588732 B2 JPH0588732 B2 JP H0588732B2 JP 142786 A JP142786 A JP 142786A JP 142786 A JP142786 A JP 142786A JP H0588732 B2 JPH0588732 B2 JP H0588732B2
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Landscapes
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、熱衝撃を受けた場合の信頼性に優れ
たエポキシ樹脂組成物に係り、その特徴は内部に
空洞を有する脆いシリカを充填材の一部として用
い熱ストレスを吸収させるところにある。 〔従来技術〕 従来の半導体の一般的な評価方法は、高温高湿
条件における耐湿性テスト及び冷熱衝撃サイクル
テストである。これらは一般使用条件の加速テス
トとして利用されており、主として２気圧100％
RH条件での耐湿性評価や−65℃と150℃の間で
の熱衝撃評価が実施されている。半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物も上記評価に対して寿命を向上
させるように改良されてきた。 しかし、最近半導体の実装方法として半田浴に
半導体及び基板を浸漬させるという合理化方法が
一部で実施され今後かなり汎用化が予想される状
況となつてきた。 現在、従来の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
で対応しているが半田浸漬後の信頼性が大幅に低
下するという問題を抱えている。例えば、耐湿性
が極端に劣化したり特性変動を起こしたりするこ
とが報告されている。従来材の品質設計時に想定
した条件とは全く異る急激な熱衝撃が加わるため
−室温から260℃まで数秒で熱変化するため対応
しきれない状態になつている。 そこで、半田浸漬実装法に対応する半導体封止
エポキシ樹脂組成物の開発が市場から強く要求さ
れている。 従来の低応力エポキシ樹脂組成物に関する技術
としては、液状合成ゴムもしくはこれらの変性品
を添加する方法が知られている（例、特開昭53−
144958、特開昭57−180626、特開昭58−174416）、
又シリコーン類もしくはこれらの変性品を添加す
る方法も知られている（例、特開昭56−129246、
特開昭58−47014）。しかし、これらの方法はいず
れも変形性や耐湿性に重大な問題を有していた。
さらにシリコーン類を使用する場合には価格が高
くなりすぎ汎用として使用でないという問題を有
していた。 〔発明の目的〕 本発明は、従来材料では不可能であつた半田浸
漬時の熱衝撃に耐える材料を目的として研究した
結果、内部に適度の空洞を有するシリカを適量使
用することにより急激に熱衝撃を吸収できるだけ
でなく従来の特性も保持できる物質・機構を見い
出し、市場で適用できる材料を完成したものであ
る。 〔発明の構成〕 本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤
及び充填材からなるエポキシ樹脂組成物におい
て、全充填材量の1/10〜2/3（重量比）が内部に
空洞を有するシリカであり、該シリカの空洞の大
きさがシリカ径の1/3以下で、かつ5μm以下で、
好ましくは空洞の全体積がシリカ体積の1/50〜1/
２であることを特徴とする半導体封止用エポキシ
樹脂組成物である。 本発明でいうところのエポキシ樹脂組成物は、
エポキシ樹脂・硬化促進剤及び本発明の空洞のあ
るシリカを必須とし、必要に応じて硬化剤・充填
材・難燃剤・処理剤・顔料・離型剤その他添加剤
を配合したものである。半導体の封止を目的とし
ているので不純物は少ない方が好ましく例えば試
料５ｇを純水95ｇで125℃・20時間抽出した時の
抽出水電導度が80μs／cm以下で望ましい。 エポキシ樹脂とは、エポキシ基を有するもの全
般のことをいい、例えばビスフエノール型エポキ
シ・フエノールノボラツク型エポキシ樹脂・複素
環型エポキシ樹脂といつた一般名を挙げることが
できる。 硬化促進剤とは、エポキシ樹脂組成物の硬化を
促進させる触媒全般のことをいい、例えばイミダ
ソール類・第３級アミン類・有機リン化合物・有
機アルミニウム化合物といつた一般名を挙げるこ
とができる。 充填材としては、シリカ・マイカ・ガラス・ク
レー・アスベスト・アルミナ等を挙げることがで
きる。この中でも特にシリカが好ましい。 本発明の空洞を有するシリカ（以下、中空シリ
カと称する）は、内部に空洞を有するシリカ状物
質全てのことをいい、天然品でも天然品の加工品
でも合成品でも良い。例えばシリカバルーン・シ
ラスバルーン・シリカゲルやシリコーンの焼成品
及び溶射品（サイラパール／チツソ、シルスタ
ー／日本化学工業等）・アルコキシシランの重合
物（MSP／日興フアインケミカル・XC−99／東
芝シリコーン）を挙げることができる。中空シリ
カの空洞としては、大きさがシリカ径の1/3以下
で且つ5μm以下又体積がシリカ体積の1/50〜1/2
であることが好ましい。空洞が大きすぎても又少
なすぎても多すぎても悪影響を及ぼす場合があ
る。例えば、大きすぎたり・多すぎると強度や耐
湿性が低下したり又少なすぎると耐熱衝撃性が悪
くなつたりすることもある。中空シリカの使用量
としては、充填材の1/10〜2/3（重量比）である
ことが好ましい。少なすぎると耐熱衝撃性が悪く
なつたり、多すぎると強度や耐湿性が低下したり
することもある。 〔発明の効果〕 本発明に従うと半田浸漬といつた厳しい実装条
件でも従来同等以上の信頼性を保持するエポキシ
樹脂封止半導体が得られる。即ち、大量生産・低
コストを目的とした合理化実装法−半田浸漬−が
可能となりさらに半導体を汎用のものとすること
が達成できた。現在でも半導体は日常生活の中で
一般的に使用されているが、本発明により今後さ
らに半導体は汎用化し生活水準向上に役立つこと
が期待できる。 〔実施例〕 以下、半導体封止用成形材料での検討例で説明
する。検討例で用いた部は全て重量部である。
又、使用した原料は次の通りである。 エポキシ樹脂 大日本インキ化学工業エピクロ
ンＮ−66PUP 充填材 龍 森 ヒユーズレツ
クス（溶融シリカ） 硬化剤 住友ベークライト フエノールノ
ボラツク 硬化促進剤 北興化学 TPP 表面処理剤 信越化学 KBM−803P 顔料 電気化学工業 カーボン 離型剤 ミツヤワツクス ＃1 従来の低応力添加剤 信越化学工業 KF−100（エポキシ変性
シリコーンオイル） 宇部興産 CTBN末端カルボキシ
ル基含有ブタジエン・アク
リロニトリルゴム1300 中空シリカシラスバルーン シリカバルーン サイラパール MSP 中空シリカの特性は表−１の通り
たエポキシ樹脂組成物に係り、その特徴は内部に
空洞を有する脆いシリカを充填材の一部として用
い熱ストレスを吸収させるところにある。 〔従来技術〕 従来の半導体の一般的な評価方法は、高温高湿
条件における耐湿性テスト及び冷熱衝撃サイクル
テストである。これらは一般使用条件の加速テス
トとして利用されており、主として２気圧100％
RH条件での耐湿性評価や−65℃と150℃の間で
の熱衝撃評価が実施されている。半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物も上記評価に対して寿命を向上
させるように改良されてきた。 しかし、最近半導体の実装方法として半田浴に
半導体及び基板を浸漬させるという合理化方法が
一部で実施され今後かなり汎用化が予想される状
況となつてきた。 現在、従来の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
で対応しているが半田浸漬後の信頼性が大幅に低
下するという問題を抱えている。例えば、耐湿性
が極端に劣化したり特性変動を起こしたりするこ
とが報告されている。従来材の品質設計時に想定
した条件とは全く異る急激な熱衝撃が加わるため
−室温から260℃まで数秒で熱変化するため対応
しきれない状態になつている。 そこで、半田浸漬実装法に対応する半導体封止
エポキシ樹脂組成物の開発が市場から強く要求さ
れている。 従来の低応力エポキシ樹脂組成物に関する技術
としては、液状合成ゴムもしくはこれらの変性品
を添加する方法が知られている（例、特開昭53−
144958、特開昭57−180626、特開昭58−174416）、
又シリコーン類もしくはこれらの変性品を添加す
る方法も知られている（例、特開昭56−129246、
特開昭58−47014）。しかし、これらの方法はいず
れも変形性や耐湿性に重大な問題を有していた。
さらにシリコーン類を使用する場合には価格が高
くなりすぎ汎用として使用でないという問題を有
していた。 〔発明の目的〕 本発明は、従来材料では不可能であつた半田浸
漬時の熱衝撃に耐える材料を目的として研究した
結果、内部に適度の空洞を有するシリカを適量使
用することにより急激に熱衝撃を吸収できるだけ
でなく従来の特性も保持できる物質・機構を見い
出し、市場で適用できる材料を完成したものであ
る。 〔発明の構成〕 本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤
及び充填材からなるエポキシ樹脂組成物におい
て、全充填材量の1/10〜2/3（重量比）が内部に
空洞を有するシリカであり、該シリカの空洞の大
きさがシリカ径の1/3以下で、かつ5μm以下で、
好ましくは空洞の全体積がシリカ体積の1/50〜1/
２であることを特徴とする半導体封止用エポキシ
樹脂組成物である。 本発明でいうところのエポキシ樹脂組成物は、
エポキシ樹脂・硬化促進剤及び本発明の空洞のあ
るシリカを必須とし、必要に応じて硬化剤・充填
材・難燃剤・処理剤・顔料・離型剤その他添加剤
を配合したものである。半導体の封止を目的とし
ているので不純物は少ない方が好ましく例えば試
料５ｇを純水95ｇで125℃・20時間抽出した時の
抽出水電導度が80μs／cm以下で望ましい。 エポキシ樹脂とは、エポキシ基を有するもの全
般のことをいい、例えばビスフエノール型エポキ
シ・フエノールノボラツク型エポキシ樹脂・複素
環型エポキシ樹脂といつた一般名を挙げることが
できる。 硬化促進剤とは、エポキシ樹脂組成物の硬化を
促進させる触媒全般のことをいい、例えばイミダ
ソール類・第３級アミン類・有機リン化合物・有
機アルミニウム化合物といつた一般名を挙げるこ
とができる。 充填材としては、シリカ・マイカ・ガラス・ク
レー・アスベスト・アルミナ等を挙げることがで
きる。この中でも特にシリカが好ましい。 本発明の空洞を有するシリカ（以下、中空シリ
カと称する）は、内部に空洞を有するシリカ状物
質全てのことをいい、天然品でも天然品の加工品
でも合成品でも良い。例えばシリカバルーン・シ
ラスバルーン・シリカゲルやシリコーンの焼成品
及び溶射品（サイラパール／チツソ、シルスタ
ー／日本化学工業等）・アルコキシシランの重合
物（MSP／日興フアインケミカル・XC−99／東
芝シリコーン）を挙げることができる。中空シリ
カの空洞としては、大きさがシリカ径の1/3以下
で且つ5μm以下又体積がシリカ体積の1/50〜1/2
であることが好ましい。空洞が大きすぎても又少
なすぎても多すぎても悪影響を及ぼす場合があ
る。例えば、大きすぎたり・多すぎると強度や耐
湿性が低下したり又少なすぎると耐熱衝撃性が悪
くなつたりすることもある。中空シリカの使用量
としては、充填材の1/10〜2/3（重量比）である
ことが好ましい。少なすぎると耐熱衝撃性が悪く
なつたり、多すぎると強度や耐湿性が低下したり
することもある。 〔発明の効果〕 本発明に従うと半田浸漬といつた厳しい実装条
件でも従来同等以上の信頼性を保持するエポキシ
樹脂封止半導体が得られる。即ち、大量生産・低
コストを目的とした合理化実装法−半田浸漬−が
可能となりさらに半導体を汎用のものとすること
が達成できた。現在でも半導体は日常生活の中で
一般的に使用されているが、本発明により今後さ
らに半導体は汎用化し生活水準向上に役立つこと
が期待できる。 〔実施例〕 以下、半導体封止用成形材料での検討例で説明
する。検討例で用いた部は全て重量部である。
又、使用した原料は次の通りである。 エポキシ樹脂 大日本インキ化学工業エピクロ
ンＮ−66PUP 充填材 龍 森 ヒユーズレツ
クス（溶融シリカ） 硬化剤 住友ベークライト フエノールノ
ボラツク 硬化促進剤 北興化学 TPP 表面処理剤 信越化学 KBM−803P 顔料 電気化学工業 カーボン 離型剤 ミツヤワツクス ＃1 従来の低応力添加剤 信越化学工業 KF−100（エポキシ変性
シリコーンオイル） 宇部興産 CTBN末端カルボキシ
ル基含有ブタジエン・アク
リロニトリルゴム1300 中空シリカシラスバルーン シリカバルーン サイラパール MSP 中空シリカの特性は表−１の通り
【表】
検討例
エポキシ樹脂20部、硬化剤10部、充填材（70−
ｘ）部、中空シリカｘ部、硬化促進剤0.2部、表
面処理剤0.5部、顔料0.5部、離型剤0.5部、従来の
低応力添加剤ｙ部を表−２に従つて混合後100℃
の熱ロールで３分間混練し、半導体封止用成形材
料８種を得た。これら材料の特性及び模擬ICの
特性に関する評価結果を表−２に示す。表−２よ
り明らかなように本発明の中空シリカを用いるこ
とにより半田浸漬後の特性が大幅に向上する。特
に、好ましい範囲で用いた場合には抜群の効果が
ある。
ｘ）部、中空シリカｘ部、硬化促進剤0.2部、表
面処理剤0.5部、顔料0.5部、離型剤0.5部、従来の
低応力添加剤ｙ部を表−２に従つて混合後100℃
の熱ロールで３分間混練し、半導体封止用成形材
料８種を得た。これら材料の特性及び模擬ICの
特性に関する評価結果を表−２に示す。表−２よ
り明らかなように本発明の中空シリカを用いるこ
とにより半田浸漬後の特性が大幅に向上する。特
に、好ましい範囲で用いた場合には抜群の効果が
ある。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び充填
材からなるエポキシ樹脂組成物において、全充填
材量の1/10〜2/3（重量比）が内部に空洞を有す
るシリカであり、該シリカの空洞の大きさがシリ
カ径の1/3以下で、かつ5μm以下であることを特
徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 ２ 空洞の全体積がシリカ体積の1/50〜1/2であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP142786A JPS62161851A (ja) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP142786A JPS62161851A (ja) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62161851A JPS62161851A (ja) | 1987-07-17 |
| JPH0588732B2 true JPH0588732B2 (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=11501157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP142786A Granted JPS62161851A (ja) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62161851A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH062799B2 (ja) * | 1988-04-20 | 1994-01-12 | 住友ベークライト株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| JPH062801B2 (ja) * | 1988-04-28 | 1994-01-12 | 住友ベークライト株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| JPH0282644A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JPH0370972U (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-17 | ||
| JP5864299B2 (ja) * | 2012-02-24 | 2016-02-17 | 味の素株式会社 | 樹脂組成物 |
-
1986
- 1986-01-09 JP JP142786A patent/JPS62161851A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62161851A (ja) | 1987-07-17 |
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