JPH0597969A - 熱硬化性樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
熱硬化性樹脂組成物及び半導体装置Info
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- JPH0597969A JPH0597969A JP3283548A JP28354891A JPH0597969A JP H0597969 A JPH0597969 A JP H0597969A JP 3283548 A JP3283548 A JP 3283548A JP 28354891 A JP28354891 A JP 28354891A JP H0597969 A JPH0597969 A JP H0597969A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流動性が良好で膨張係数が小さく、高いガラ
ス転移温度を有しながら、しかも耐熱性が良好で、低吸
湿性の硬化物を与え、半導体装置の封止に好適な熱硬化
性樹脂組成物を得る。 【構成】 （ａ）下記式（１）で示される化合物の含有
量が１０重量％以下であるナフタレン環含有エポキシ樹
脂 （ｂ）下記式（２）で示される化合物の含有量が１０重
量％以下であるナフタレン環含有フェノール樹脂 【化１】 （但し、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル
基、ＯＧはグリシジル基、ｎは１又は２であって、ナフ
タレン環のいずれのリングに付加しても良く、両リング
に同時に付加しても良い。） （ｃ）無機質充填材 を配合し、かつ前記式（１）及び式（２）の化合物の含
有量を全樹脂量の１０重量％以下とする。
ス転移温度を有しながら、しかも耐熱性が良好で、低吸
湿性の硬化物を与え、半導体装置の封止に好適な熱硬化
性樹脂組成物を得る。 【構成】 （ａ）下記式（１）で示される化合物の含有
量が１０重量％以下であるナフタレン環含有エポキシ樹
脂 （ｂ）下記式（２）で示される化合物の含有量が１０重
量％以下であるナフタレン環含有フェノール樹脂 【化１】 （但し、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル
基、ＯＧはグリシジル基、ｎは１又は２であって、ナフ
タレン環のいずれのリングに付加しても良く、両リング
に同時に付加しても良い。） （ｃ）無機質充填材 を配合し、かつ前記式（１）及び式（２）の化合物の含
有量を全樹脂量の１０重量％以下とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流動性が良好で、膨張
係数が小さく、高いガラス転移温度を有し、しかも耐熱
性が良好で、低吸湿性の硬化物を与える熱硬化性樹脂組
成物及びその硬化物で封止された半導体装置に関する。
係数が小さく、高いガラス転移温度を有し、しかも耐熱
性が良好で、低吸湿性の硬化物を与える熱硬化性樹脂組
成物及びその硬化物で封止された半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体産業の中では樹脂封止型のダイオード、トランジ
スタ、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩが主流となっている。こ
れらの半導体装置を封止する場合、エポキシ樹脂は、一
般に他の熱硬化性樹脂に比べ成形性、接着性、電気特
性、機械的特性、耐湿性等に優れているため、エポキシ
樹脂組成物で半導体装置を封止することが多く行われて
いる。
半導体産業の中では樹脂封止型のダイオード、トランジ
スタ、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩが主流となっている。こ
れらの半導体装置を封止する場合、エポキシ樹脂は、一
般に他の熱硬化性樹脂に比べ成形性、接着性、電気特
性、機械的特性、耐湿性等に優れているため、エポキシ
樹脂組成物で半導体装置を封止することが多く行われて
いる。
【０００３】一方、最近ではこれら半導体装置は集積度
が益々大きくなり、これに応じてチップ寸法も大きくな
りつつある。これに対し、パッケージ外形寸法は電子機
器の小型化、軽量化の要求にともない、小型化、薄型化
が進んでいる。更に、半導体部品を回路基板へ取り付け
る方法も、基板上の部品の高密度化や基板の薄型化のた
め、半導体部品の表面実装化が幅広く行われるようにな
ってきた。
が益々大きくなり、これに応じてチップ寸法も大きくな
りつつある。これに対し、パッケージ外形寸法は電子機
器の小型化、軽量化の要求にともない、小型化、薄型化
が進んでいる。更に、半導体部品を回路基板へ取り付け
る方法も、基板上の部品の高密度化や基板の薄型化のた
め、半導体部品の表面実装化が幅広く行われるようにな
ってきた。
【０００４】しかしながら、半導体装置を表面実装する
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融する高温ゾーンを通過させる方法が一般的である
が、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生
したり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に
剥離が生じたりする。このようなクラックや剥離は、表
面実装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿
していると更に顕著なものとなるが、実際の作業工程に
おいては、封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため実
装後のエポキシ樹脂で封止した半導体装置の信頼性が大
きく損なわれる場合がある。
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融する高温ゾーンを通過させる方法が一般的である
が、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生
したり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に
剥離が生じたりする。このようなクラックや剥離は、表
面実装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿
していると更に顕著なものとなるが、実際の作業工程に
おいては、封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため実
装後のエポキシ樹脂で封止した半導体装置の信頼性が大
きく損なわれる場合がある。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
流動性が良好であるとともに、低膨張係数、低応力、高
いガラス転移温度を有し、しかも耐熱性が良好で、低吸
湿性の硬化物を与える熱硬化性樹脂組成物及びこの組成
物で封止された表面実装時の熱衝撃や耐湿性においても
高い信頼性を有する半導体装置を提供することを目的と
する。
流動性が良好であるとともに、低膨張係数、低応力、高
いガラス転移温度を有し、しかも耐熱性が良好で、低吸
湿性の硬化物を与える熱硬化性樹脂組成物及びこの組成
物で封止された表面実装時の熱衝撃や耐湿性においても
高い信頼性を有する半導体装置を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、ナフタレン
環含有エポキシ樹脂とナフタレン環含有フェノール樹脂
とを含み、更に無機質充填材を配合したエポキシ樹脂組
成物において、ナフタレン環含有エポキシ樹脂及びナフ
タレン環含有フェノール樹脂として、それぞれ下記式
（１）で示される化合物（ナフトール誘導体）の含有量
を１０重量％以下としたナフタレン環含有エポキシ樹脂
と下記式（２）で示される化合物（ナフトール誘導体）
の含有量を１０重量％以下としたナフタレン環含有フェ
ノール樹脂を使用し、かつ前記式（１）及び式（２）の
化合物の含有量を全樹脂量の１０重量％以下とすること
により、流通性、接着性が良好であると共に、膨張係数
が小さく、高いガラス転移温度を有しながら、耐熱性が
良好で、かつ低吸湿性の硬化物を与えること、更にこの
硬化物で封止された半導体装置は信頼性に優れたもので
あることを見出した。
目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、ナフタレン
環含有エポキシ樹脂とナフタレン環含有フェノール樹脂
とを含み、更に無機質充填材を配合したエポキシ樹脂組
成物において、ナフタレン環含有エポキシ樹脂及びナフ
タレン環含有フェノール樹脂として、それぞれ下記式
（１）で示される化合物（ナフトール誘導体）の含有量
を１０重量％以下としたナフタレン環含有エポキシ樹脂
と下記式（２）で示される化合物（ナフトール誘導体）
の含有量を１０重量％以下としたナフタレン環含有フェ
ノール樹脂を使用し、かつ前記式（１）及び式（２）の
化合物の含有量を全樹脂量の１０重量％以下とすること
により、流通性、接着性が良好であると共に、膨張係数
が小さく、高いガラス転移温度を有しながら、耐熱性が
良好で、かつ低吸湿性の硬化物を与えること、更にこの
硬化物で封止された半導体装置は信頼性に優れたもので
あることを見出した。
【０００７】
【化３】 （但し、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル
基、ＯＧはグリシジル基、ｎは１又は２であって、ナフ
タレン環のいずれのリングに付加しても良く、両リング
に同時に付加しても良い。）
基、ＯＧはグリシジル基、ｎは１又は２であって、ナフ
タレン環のいずれのリングに付加しても良く、両リング
に同時に付加しても良い。）
【０００８】
【化４】 （但し、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル
基、ｎは１又は２であって、ナフタレン環のいずれのリ
ングに付加しても良く、両リングに同時に付加しても良
い。）
基、ｎは１又は２であって、ナフタレン環のいずれのリ
ングに付加しても良く、両リングに同時に付加しても良
い。）
【０００９】即ち、エポキシ樹脂としてナフタレン環含
有エポキシ樹脂やナフタレン環が含有フェノール樹脂を
用いたエポキシ樹脂組成物が特開平３−４３４１２、特
開平３−２１６２７、特開平３−５９０２０、特開平３
−３９３２３号公報等に記載され、これらはナフタレン
環を含有するエポキシ樹脂やフェノール樹脂を主成分と
するものであり、薄型パッケージ用の樹脂としては従来
にない優れた特徴を持ったものである。
有エポキシ樹脂やナフタレン環が含有フェノール樹脂を
用いたエポキシ樹脂組成物が特開平３−４３４１２、特
開平３−２１６２７、特開平３−５９０２０、特開平３
−３９３２３号公報等に記載され、これらはナフタレン
環を含有するエポキシ樹脂やフェノール樹脂を主成分と
するものであり、薄型パッケージ用の樹脂としては従来
にない優れた特徴を持ったものである。
【００１０】しかし、本発明者は、従来のナフタレン環
を含有するエポキシ樹脂やフェノール樹脂はα−ナフト
ールやα，β−ナフトール、あるいはβ，β−ナフトー
ル誘導体等を原料として使用するため、フェノール樹脂
やエポキシ樹脂中にかなりの量の未反応ナフトール誘導
体が残存していること、このような未反応物がある量以
上残っているエポキシ樹脂やフェノール樹脂を使用した
エポキシ樹脂組成物で半導体装置を封止した場合、高温
保管や耐湿性試験に於て不良が発生するという問題があ
ることを見出すと共に、上述のように樹脂中における式
（１）及び式（２）のナフトール誘導体の含有量を限定
することにより、上記問題がほとんど発生せず、この組
成物の硬化物で封止することにより高品質の半導体装置
を与えることを知見し、本発明をなすに至ったものであ
る。
を含有するエポキシ樹脂やフェノール樹脂はα−ナフト
ールやα，β−ナフトール、あるいはβ，β−ナフトー
ル誘導体等を原料として使用するため、フェノール樹脂
やエポキシ樹脂中にかなりの量の未反応ナフトール誘導
体が残存していること、このような未反応物がある量以
上残っているエポキシ樹脂やフェノール樹脂を使用した
エポキシ樹脂組成物で半導体装置を封止した場合、高温
保管や耐湿性試験に於て不良が発生するという問題があ
ることを見出すと共に、上述のように樹脂中における式
（１）及び式（２）のナフトール誘導体の含有量を限定
することにより、上記問題がほとんど発生せず、この組
成物の硬化物で封止することにより高品質の半導体装置
を与えることを知見し、本発明をなすに至ったものであ
る。
【００１１】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明の（ａ）成分はナフタレン環含有エポキシ樹
脂であり、ナフタレン環含有エポキシ樹脂としては、種
々選定されるが、特に下記一般式（３）で示されるもの
が好適に使用される。
と、本発明の（ａ）成分はナフタレン環含有エポキシ樹
脂であり、ナフタレン環含有エポキシ樹脂としては、種
々選定されるが、特に下記一般式（３）で示されるもの
が好適に使用される。
【００１２】
【化５】
【００１３】このようなナフタレン環含有エポキシ樹脂
の具体例としては、下記の化合物を挙げることができ
る。
の具体例としては、下記の化合物を挙げることができ
る。
【００１４】
【化６】
【００１５】
【化７】
【００１６】而して、本発明においては、上記ナフタレ
ン環含有エポキシ樹脂として、下記式（１）で示される
化合物が１０重量％以下であるものを使用する。
ン環含有エポキシ樹脂として、下記式（１）で示される
化合物が１０重量％以下であるものを使用する。
【００１７】
【化８】
【００１８】ここで、式中Ｒ1は水素原子又は例えばメ
チル基，エチル基，プロピル基等の炭素数１〜６のアル
キル基、ＯＧはグリシジル基であり、ｎは１又は２であ
る。また、Ｒ1、ＯＧ基はナフタレン環のいずれのリン
グに付加しても良く、両リングに同時に付加しても良
い。
チル基，エチル基，プロピル基等の炭素数１〜６のアル
キル基、ＯＧはグリシジル基であり、ｎは１又は２であ
る。また、Ｒ1、ＯＧ基はナフタレン環のいずれのリン
グに付加しても良く、両リングに同時に付加しても良
い。
【００１９】このような式（１）の化合物としては、下
記化合物が例示される。
記化合物が例示される。
【００２０】
【化９】
【００２１】この場合、上記ナフタレン環含有エポキシ
樹脂は、上記式（１）の化合物を１０重量％以下含有す
ることが必要であるが、特にその含有量が７重量％以下
であることが耐熱性、耐湿性の面から望ましい。式
（１）の化合物の含有量が１０重量％を超えるとガラス
転移温度が低下して、この種々の樹脂層組成物で封止し
た半導体装置を高温下で長期間抵抗値が大きく変動して
初期の特性を保持できなかったり、断線が生じたりする
場合がある。なお、この他にフェノールのみからなる二
核体やフェニルグリシジルエーテルが１重量％以下、特
に０．５重量％以下の割合であることが好ましい。
樹脂は、上記式（１）の化合物を１０重量％以下含有す
ることが必要であるが、特にその含有量が７重量％以下
であることが耐熱性、耐湿性の面から望ましい。式
（１）の化合物の含有量が１０重量％を超えるとガラス
転移温度が低下して、この種々の樹脂層組成物で封止し
た半導体装置を高温下で長期間抵抗値が大きく変動して
初期の特性を保持できなかったり、断線が生じたりする
場合がある。なお、この他にフェノールのみからなる二
核体やフェニルグリシジルエーテルが１重量％以下、特
に０．５重量％以下の割合であることが好ましい。
【００２２】（ａ）成分のエポキシ樹脂の軟化点は、式
（１）の化合物の含有量に影響されるが、軟化点が５０
〜１２０℃、特に７０〜１１０℃、更にエポキシ当量が
１００〜４００を有するものが望ましい。軟化点が５０
℃未満のエポキシ樹脂を用いた場合、硬化物のガラス転
移温度が低下するばかりか、成形時にバリやボイドが発
生し易いといった問題がある。また軟化点が１２０℃を
超えると粘度が高くなり過ぎて成形できなくなる場合が
ある。
（１）の化合物の含有量に影響されるが、軟化点が５０
〜１２０℃、特に７０〜１１０℃、更にエポキシ当量が
１００〜４００を有するものが望ましい。軟化点が５０
℃未満のエポキシ樹脂を用いた場合、硬化物のガラス転
移温度が低下するばかりか、成形時にバリやボイドが発
生し易いといった問題がある。また軟化点が１２０℃を
超えると粘度が高くなり過ぎて成形できなくなる場合が
ある。
【００２３】また、本発明組成物を半導体封止用に用い
る場合、上記（ａ）成分のエポキシ樹脂は加水分解性塩
素が１０００ｐｐｍ以下、特に５００ｐｐｍ以下、ナト
リウム、カリウムは１０ｐｐｍ以下であることが好まし
く、加水分解性塩素が１０００ｐｐｍを超え、ナトリウ
ム、カリウムが１０ｐｐｍを超える樹脂で半導体装置を
封止し、長時間高温高湿下に半導体装置を放置した場
合、耐湿性が劣化する場合がある。このようなエポキシ
樹脂を選択することで信頼性に優れたエポキシ樹脂組成
物を得ることができる。
る場合、上記（ａ）成分のエポキシ樹脂は加水分解性塩
素が１０００ｐｐｍ以下、特に５００ｐｐｍ以下、ナト
リウム、カリウムは１０ｐｐｍ以下であることが好まし
く、加水分解性塩素が１０００ｐｐｍを超え、ナトリウ
ム、カリウムが１０ｐｐｍを超える樹脂で半導体装置を
封止し、長時間高温高湿下に半導体装置を放置した場
合、耐湿性が劣化する場合がある。このようなエポキシ
樹脂を選択することで信頼性に優れたエポキシ樹脂組成
物を得ることができる。
【００２４】本発明のエポキシ樹脂組成物においては、
エポキシ樹脂として上述したナフタレン環含有エポキシ
樹脂を必須成分とするものであるが、そのほか通常のエ
ポキシ樹脂を併用して用いることができる。その他のエ
ポキシ樹脂の中で代表的なものとしては、１分子中にエ
ポキシ基を少なくとも２個以上有するエポキシ樹脂であ
り、具体的にはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールアル
カン型エポキシ樹脂及びその重合物、ジシクロペンタジ
エン変性フェノール型エポキシ樹脂、フェノールアラル
キル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、臭素
化エポキシ樹脂が挙げられる。
エポキシ樹脂として上述したナフタレン環含有エポキシ
樹脂を必須成分とするものであるが、そのほか通常のエ
ポキシ樹脂を併用して用いることができる。その他のエ
ポキシ樹脂の中で代表的なものとしては、１分子中にエ
ポキシ基を少なくとも２個以上有するエポキシ樹脂であ
り、具体的にはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールアル
カン型エポキシ樹脂及びその重合物、ジシクロペンタジ
エン変性フェノール型エポキシ樹脂、フェノールアラル
キル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、臭素
化エポキシ樹脂が挙げられる。
【００２５】なお、エポキシ樹脂中におけるナフタレン
環の含有量は５〜８０重量％、特に１０〜６０重量％の
範囲であることが好ましく、この範囲となるようにナフ
タレン環含有エポキシ樹脂とその他のエポキシ樹脂との
配合量を調整することが好ましい。
環の含有量は５〜８０重量％、特に１０〜６０重量％の
範囲であることが好ましく、この範囲となるようにナフ
タレン環含有エポキシ樹脂とその他のエポキシ樹脂との
配合量を調整することが好ましい。
【００２６】次に、（ｂ）成分のナフタレン環含有フェ
ノール樹脂としては、下記一般式（４）で示されるもの
が好適に使用される。
ノール樹脂としては、下記一般式（４）で示されるもの
が好適に使用される。
【００２７】
【化１０】 （但し、式中Ｒ1は水素原子又は例えばメチル基，エチ
ル基，ブチル基等の炭素数１〜６のアルキル基、Ｂは水
素原子又は−ＯＨ、ｋは０〜５の整数、ｌは０〜３の整
数、ｍは０〜２の整数、ｎは１又は２を示す。なお、−
ＯＨはナフタレン環のいずれのリングに付加しても良
く、両リングに同時に付加しても良い。）
ル基，ブチル基等の炭素数１〜６のアルキル基、Ｂは水
素原子又は−ＯＨ、ｋは０〜５の整数、ｌは０〜３の整
数、ｍは０〜２の整数、ｎは１又は２を示す。なお、−
ＯＨはナフタレン環のいずれのリングに付加しても良
く、両リングに同時に付加しても良い。）
【００２８】上記式（４）で示されるナフタレン環含有
フェノール樹脂として具体的には次の化合物を挙げるこ
とができる。
フェノール樹脂として具体的には次の化合物を挙げるこ
とができる。
【００２９】
【化１１】 （ｋは前記と同様）
【００３０】上記（ｂ）成分のナフタレン環含有フェノ
ール樹脂は（ａ）成分のエポキシ樹脂の硬化剤として作
用するものであるが、本発明においてはかかるナフタレ
ン環含有フェノール樹脂として下記式（２）で示される
化合物（ナフトール誘導体）が１０重量％以下のものを
使用するものである。
ール樹脂は（ａ）成分のエポキシ樹脂の硬化剤として作
用するものであるが、本発明においてはかかるナフタレ
ン環含有フェノール樹脂として下記式（２）で示される
化合物（ナフトール誘導体）が１０重量％以下のものを
使用するものである。
【００３１】
【化１２】
【００３２】ここで、式中のＲ1は水素原子又は例えば
メチル基，エチル基，プロピル基等の炭素数１〜６のア
ルキル基、ｎは１又は２である。また、Ｒ1、ＯＨ基は
ナフタレン環のいずれのリングに付加しても良く、両リ
ングに同時に付加しても良い。
メチル基，エチル基，プロピル基等の炭素数１〜６のア
ルキル基、ｎは１又は２である。また、Ｒ1、ＯＨ基は
ナフタレン環のいずれのリングに付加しても良く、両リ
ングに同時に付加しても良い。
【００３３】このような式（２）の化合物としては下記
化合物が例示される。
化合物が例示される。
【００３４】
【化１３】
【００３５】この場合、上記ナフタレン環含有フェノー
ル樹脂は、上記式（２）の化合物を１０重量％以下、好
ましくは７重量％以下含有することが必要である。な
お、上記式（４）のフェノール樹脂を用いた熱硬化性樹
脂組成物は吸湿後の半田浸漬の際の耐クラック性、低吸
湿化に優れた特性を発揮するが、上記式（２）のナフト
ール誘導体が１０重量％を超えて含有するフェノール樹
脂を硬化剤として用いた熱硬化性樹脂組成物で封止した
半導体装置は、耐熱性及び耐湿性の低下が大きなものと
なる。
ル樹脂は、上記式（２）の化合物を１０重量％以下、好
ましくは７重量％以下含有することが必要である。な
お、上記式（４）のフェノール樹脂を用いた熱硬化性樹
脂組成物は吸湿後の半田浸漬の際の耐クラック性、低吸
湿化に優れた特性を発揮するが、上記式（２）のナフト
ール誘導体が１０重量％を超えて含有するフェノール樹
脂を硬化剤として用いた熱硬化性樹脂組成物で封止した
半導体装置は、耐熱性及び耐湿性の低下が大きなものと
なる。
【００３６】なおまた、この他にナフトール誘導体以外
の２核体フェノールやフリーフェノールを１重量％以
下、特に０．５重量％以下の割合であることが好まし
い。
の２核体フェノールやフリーフェノールを１重量％以
下、特に０．５重量％以下の割合であることが好まし
い。
【００３７】更に、（ｂ）成分のフェノール樹脂の軟化
点は式（２）の化合物の含有量に影響されるが、軟化点
が６０〜１５０℃、特に７０〜１３０℃を有するものが
好ましく、水酸基当量としては９０〜２５０のものが望
ましい。また、このフェノール樹脂を半導体封止用に用
いる場合、ナトリウム、カリウムは１０ｐｐｍ以下であ
ることが好ましく、ナトリウム、カリウムが１０ｐｐｍ
を超えて含有する樹脂で半導体装置を封止し長時間高温
高湿下に半導体装置を放置すると、耐湿性の劣化が促進
される場合がある。
点は式（２）の化合物の含有量に影響されるが、軟化点
が６０〜１５０℃、特に７０〜１３０℃を有するものが
好ましく、水酸基当量としては９０〜２５０のものが望
ましい。また、このフェノール樹脂を半導体封止用に用
いる場合、ナトリウム、カリウムは１０ｐｐｍ以下であ
ることが好ましく、ナトリウム、カリウムが１０ｐｐｍ
を超えて含有する樹脂で半導体装置を封止し長時間高温
高湿下に半導体装置を放置すると、耐湿性の劣化が促進
される場合がある。
【００３８】本発明のエポキシ樹脂組成物においては、
フェノール樹脂として上述したナフタレン環含有フェノ
ール樹脂を必須成分とするものであるが、そのほか通常
のフェノール樹脂を併用して用いることができる。その
他のフェノール樹脂としては、１分子中にフェノール性
水酸基を少なくとも２個以上有するフェノール樹脂であ
ればいかなるものも使用することができ、具体的にはノ
ボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹
脂、フェノールアラルキル樹脂、トリフェノールアルカ
ン型樹脂及びその重合体等のフェノール樹脂、ジシクロ
ペンタジエン変性フェノール樹脂、更にはアミン系硬化
剤や酸無水物系硬化剤等が例示される。
フェノール樹脂として上述したナフタレン環含有フェノ
ール樹脂を必須成分とするものであるが、そのほか通常
のフェノール樹脂を併用して用いることができる。その
他のフェノール樹脂としては、１分子中にフェノール性
水酸基を少なくとも２個以上有するフェノール樹脂であ
ればいかなるものも使用することができ、具体的にはノ
ボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹
脂、フェノールアラルキル樹脂、トリフェノールアルカ
ン型樹脂及びその重合体等のフェノール樹脂、ジシクロ
ペンタジエン変性フェノール樹脂、更にはアミン系硬化
剤や酸無水物系硬化剤等が例示される。
【００３９】なお、フェノール樹脂中におけるナフタレ
ン環の含有量は５〜８０重量％、特に１０〜６０重量％
の範囲であることが好ましく、この範囲となるようにナ
フタレン環含有フェノール樹脂とその他のフェノール樹
脂との配合量を調整することが好ましい。
ン環の含有量は５〜８０重量％、特に１０〜６０重量％
の範囲であることが好ましく、この範囲となるようにナ
フタレン環含有フェノール樹脂とその他のフェノール樹
脂との配合量を調整することが好ましい。
【００４０】本発明においては、上記式（１）及び式
（２）で示される化合物の含有量が組成物中のエポキシ
樹脂及びフェノール樹脂の合計樹脂量の１０重量％以
下、好ましくは７重量％以下であることが必要であり、
含有量が上記範囲となるように（ａ）成分のエポキシ樹
脂と（ｂ）成分のフェノール樹脂とを選択して配合す
る。式（１）及び式（２）の化合物の含有量が１０重量
％未満ではガラス転移温度が低下するばかりでなく、こ
のような熱硬化性樹脂組成物で封止された半導体装置を
高温で放置した場合、パープルプレーグと呼ばれる不良
が発生し易い上、耐湿性が低下してしまう。
（２）で示される化合物の含有量が組成物中のエポキシ
樹脂及びフェノール樹脂の合計樹脂量の１０重量％以
下、好ましくは７重量％以下であることが必要であり、
含有量が上記範囲となるように（ａ）成分のエポキシ樹
脂と（ｂ）成分のフェノール樹脂とを選択して配合す
る。式（１）及び式（２）の化合物の含有量が１０重量
％未満ではガラス転移温度が低下するばかりでなく、こ
のような熱硬化性樹脂組成物で封止された半導体装置を
高温で放置した場合、パープルプレーグと呼ばれる不良
が発生し易い上、耐湿性が低下してしまう。
【００４１】更に、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配
合比率はエポキシ基と水酸基の当量比によって決定され
る。本発明においてはエポキシ基／水酸基＝０．５〜
２、特に０．８〜１．５の範囲であることが好ましく、
通常エポキシ樹脂１００重量部に対しフェノール樹脂を
３０〜１００重量部、特に４０〜７０重量部とすること
が好ましい。３０重量部未満では十分な強度が得られな
い場合があり、１００重量部を超えると未反応のフェノ
ール樹脂が残って耐湿性を低下させる場合がある。
合比率はエポキシ基と水酸基の当量比によって決定され
る。本発明においてはエポキシ基／水酸基＝０．５〜
２、特に０．８〜１．５の範囲であることが好ましく、
通常エポキシ樹脂１００重量部に対しフェノール樹脂を
３０〜１００重量部、特に４０〜７０重量部とすること
が好ましい。３０重量部未満では十分な強度が得られな
い場合があり、１００重量部を超えると未反応のフェノ
ール樹脂が残って耐湿性を低下させる場合がある。
【００４２】本発明においては、上記（ａ）成分のナフ
タレン環含有エポキシ樹脂、（ｂ）成分のナフタレン環
含有フェノール樹脂に加えて、本発明の効果を更に増強
させるためにシリコーン変性共重合体を併用することが
好ましい。このシリコーン変性共重合体としてはアルケ
ニル基を含有するエポキシ樹脂やフェノール樹脂、ある
いはアルケニル基を含有するナフタレン環含有エポキシ
樹脂やナフタレン環含有フェノール樹脂とオルガノポリ
シロキサン中のＳｉＨ基との付加反応によって得られる
ものが好適である。
タレン環含有エポキシ樹脂、（ｂ）成分のナフタレン環
含有フェノール樹脂に加えて、本発明の効果を更に増強
させるためにシリコーン変性共重合体を併用することが
好ましい。このシリコーン変性共重合体としてはアルケ
ニル基を含有するエポキシ樹脂やフェノール樹脂、ある
いはアルケニル基を含有するナフタレン環含有エポキシ
樹脂やナフタレン環含有フェノール樹脂とオルガノポリ
シロキサン中のＳｉＨ基との付加反応によって得られる
ものが好適である。
【００４３】アルケニル基を含有するエポキシ樹脂やフ
ェノール樹脂、あるいはアルケニル基を含有するナフタ
レン環含有エポキシ樹脂やナフタレン環含有フェノール
樹脂の具体例として次に示すものが挙げられる。
ェノール樹脂、あるいはアルケニル基を含有するナフタ
レン環含有エポキシ樹脂やナフタレン環含有フェノール
樹脂の具体例として次に示すものが挙げられる。
【００４４】
【化１４】
【００４５】また、上記樹脂と反応させるオルガノポリ
シロキサンは例えば下記構造を有するものである。
シロキサンは例えば下記構造を有するものである。
【００４６】
【化１５】
【００４７】上述したシリコーン変性共重合体の配合量
は、（ａ）成分及び（ｂ）成分の合計量１００重量部に
対して０〜５０重量部、特に１〜３０重量部の範囲とす
ることが好ましく、５０重量部を超えると十分な接着性
向上が期待できないばかりか、硬化物の水の拡散係数が
大きくなり水が入り易くなる場合がある。
は、（ａ）成分及び（ｂ）成分の合計量１００重量部に
対して０〜５０重量部、特に１〜３０重量部の範囲とす
ることが好ましく、５０重量部を超えると十分な接着性
向上が期待できないばかりか、硬化物の水の拡散係数が
大きくなり水が入り易くなる場合がある。
【００４８】次に、本発明で使用する（ｃ）成分の無機
質充填材としては、通常エポキシ樹脂組成物に配合され
るものを使用することができる。
質充填材としては、通常エポキシ樹脂組成物に配合され
るものを使用することができる。
【００４９】無機質充填材は封止材の膨張係数を小さく
し、半導体素子に加わる応力を低下させるためのもので
ある。具体的例としては破砕状、球状の形状を持った溶
融シリカ、結晶性シリカが主に用いられ、この他にアル
ミナ、チッ化ケイ素、チッ化アルミなども使用可能であ
る。
し、半導体素子に加わる応力を低下させるためのもので
ある。具体的例としては破砕状、球状の形状を持った溶
融シリカ、結晶性シリカが主に用いられ、この他にアル
ミナ、チッ化ケイ素、チッ化アルミなども使用可能であ
る。
【００５０】無機質充填材の平均粒径としては５〜２０
ミクロンのものが好ましい。なお、硬化物の低膨張化と
成形性を両立させるためには球状と破砕品のブレンド、
あるいは球状品のみを用いた方がよい。
ミクロンのものが好ましい。なお、硬化物の低膨張化と
成形性を両立させるためには球状と破砕品のブレンド、
あるいは球状品のみを用いた方がよい。
【００５１】この種の無機質充填材はあらかじめシラン
カップリング剤で表面処理して使用したほうがよい。
カップリング剤で表面処理して使用したほうがよい。
【００５２】無機質充填材の充填量は、組成物中の全樹
脂量１００重量部に対して２００〜１０００重量部、特
に２５０〜７００重量部とすることが好ましい。充填量
が２００重量部未満では膨張係数が大きくなり、半導体
素子に加わる応力が増大し、素子特性の劣化を招く場合
があり、１０００重量部を超えると成形時の粘度が高く
なり成形性が悪くなる場合がある。
脂量１００重量部に対して２００〜１０００重量部、特
に２５０〜７００重量部とすることが好ましい。充填量
が２００重量部未満では膨張係数が大きくなり、半導体
素子に加わる応力が増大し、素子特性の劣化を招く場合
があり、１０００重量部を超えると成形時の粘度が高く
なり成形性が悪くなる場合がある。
【００５３】本発明の組成物には（ｄ）成分として硬化
促進剤を添加することができ、具体的にはイミダゾール
もしくはその誘導体、ホスフィン誘導体、シクロアミジ
ン誘導体が代表例として挙げられる。
促進剤を添加することができ、具体的にはイミダゾール
もしくはその誘導体、ホスフィン誘導体、シクロアミジ
ン誘導体が代表例として挙げられる。
【００５４】硬化促進剤の添加量は、（ａ）成分のエポ
キシ樹脂１００重量部に対し０．００１〜５重量部、特
に０．１〜２重量部とすることが好ましい。０．００１
重量部未満では短時間で硬化させることができない場合
があり、５重量部を超えると硬化速度が早すぎて良好な
成形品が得られない場合がある。
キシ樹脂１００重量部に対し０．００１〜５重量部、特
に０．１〜２重量部とすることが好ましい。０．００１
重量部未満では短時間で硬化させることができない場合
があり、５重量部を超えると硬化速度が早すぎて良好な
成形品が得られない場合がある。
【００５５】本発明では、熱硬化性樹脂組成物の硬化物
に可撓性や強靭性を付与するため、各種有機合成ゴム、
メタクリル酸メチル−スチレン−ブタジエン共重合体、
スチレン−エチレン−ブテン−スチレン共重合体などの
熱可塑性樹脂、シリコーンゲルやシリコーンゴムなどの
微粉末を添加することができる。また二液タイプのシリ
コーンゴムやシリコーンゲルで無機質充填材表面を処理
しても良い。上述したシリコーン変性共重合体やスチレ
ン−ブタジエン−メタクリル酸メチル共重合体がエポキ
シ樹脂の低応力化に効果がある。
に可撓性や強靭性を付与するため、各種有機合成ゴム、
メタクリル酸メチル−スチレン−ブタジエン共重合体、
スチレン−エチレン−ブテン−スチレン共重合体などの
熱可塑性樹脂、シリコーンゲルやシリコーンゴムなどの
微粉末を添加することができる。また二液タイプのシリ
コーンゴムやシリコーンゲルで無機質充填材表面を処理
しても良い。上述したシリコーン変性共重合体やスチレ
ン−ブタジエン−メタクリル酸メチル共重合体がエポキ
シ樹脂の低応力化に効果がある。
【００５６】低応力化剤としての熱可塑性樹脂の使用量
は通常熱硬化性樹脂組成物全体の０．５〜１０重量％、
特に１〜５重量％が好適である。０．５重量％未満の配
合量では十分な耐熱衝撃性を与えない場合があり、一方
１０重量％を超えると機械的強度が低下する場合があ
る。
は通常熱硬化性樹脂組成物全体の０．５〜１０重量％、
特に１〜５重量％が好適である。０．５重量％未満の配
合量では十分な耐熱衝撃性を与えない場合があり、一方
１０重量％を超えると機械的強度が低下する場合があ
る。
【００５７】本発明の組成物には必要に応じ、カルナバ
ワックス、高級脂肪酸、合成ワックス類などの離型剤、
更にシランカップリング剤、酸化アンチモン、リン化合
物などを配合しても良い。
ワックス、高級脂肪酸、合成ワックス類などの離型剤、
更にシランカップリング剤、酸化アンチモン、リン化合
物などを配合しても良い。
【００５８】本発明の組成物は、上記した各成分を加熱
ロールによる溶融混練、ニーダーによる溶融混練、連続
押し出し機による溶融混練などで製造することができ
る。なお、成分の配合順序に特に制限はない。
ロールによる溶融混練、ニーダーによる溶融混練、連続
押し出し機による溶融混練などで製造することができ
る。なお、成分の配合順序に特に制限はない。
【００５９】かくして得られる本発明の熱硬化性樹脂組
成物は、ＤＩＰ型、フラットパック型、ＰＬＣＣ型，Ｓ
Ｏ型等の半導体パッケージに有効で、この場合、従来よ
り採用されている成形法、例えばトランスファー成形、
インジェクション成形、注型法等を採用して行うことが
できる。なお、本発明の熱硬化性樹脂組成物の成形温度
は１５０〜１８０℃、ポストキュアーは１５０〜１８５
℃で２〜１６時間行うことが好ましい。
成物は、ＤＩＰ型、フラットパック型、ＰＬＣＣ型，Ｓ
Ｏ型等の半導体パッケージに有効で、この場合、従来よ
り採用されている成形法、例えばトランスファー成形、
インジェクション成形、注型法等を採用して行うことが
できる。なお、本発明の熱硬化性樹脂組成物の成形温度
は１５０〜１８０℃、ポストキュアーは１５０〜１８５
℃で２〜１６時間行うことが好ましい。
【００６０】
【発明の効果】本発明の熱硬化性樹脂組成物は、流動性
が良好で膨張係数が小さく、高いガラス転移温度を有し
ながら、しかも耐熱性が良好で、低吸湿性の硬化物を与
える。更に、本発明組成物の硬化物で封止した半導体装
置は極めて信頼性が高いものである。
が良好で膨張係数が小さく、高いガラス転移温度を有し
ながら、しかも耐熱性が良好で、低吸湿性の硬化物を与
える。更に、本発明組成物の硬化物で封止した半導体装
置は極めて信頼性が高いものである。
【００６１】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、下記の例において部はいずれも重量部
を示す。
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、下記の例において部はいずれも重量部
を示す。
【００６２】〔実施例、比較例〕表１に示す成分に加
え、球状シリカ５５０部、三酸化アンチモン１０部、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１．５部、
ワックスＥ１．５部、カーボンブラック１．０部、トリ
フェニルホスフィン０．８部を加えて得られた配合物を
熱二本ロールで均一に溶融混練して、８種の熱硬化性樹
脂組成物を製造した（実施例１〜５、比較例１〜３）。
え、球状シリカ５５０部、三酸化アンチモン１０部、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１．５部、
ワックスＥ１．５部、カーボンブラック１．０部、トリ
フェニルホスフィン０．８部を加えて得られた配合物を
熱二本ロールで均一に溶融混練して、８種の熱硬化性樹
脂組成物を製造した（実施例１〜５、比較例１〜３）。
【００６３】これらのエポキシ樹脂組成物について以下
の（イ）〜（ホ）の諸特性を測定した。結果を表１に示
す。 （イ）スパイラルフロー ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して１７５℃、７０ｋ
ｇ／ｃｍ2の条件で測定した。 （ロ）機械的強度（曲げ強度、曲げ弾性率） ＪＩＳＫ６９１１に準じて１７５℃、７０ｋｇ／ｃ
ｍ2、成形時間２分の条件で１０×１００×４ｍｍの抗
折棒を成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーしたも
ので測定した。 （ハ）ガラス転移温度、膨張係数 １７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件で４
×４×１５ｍｍの試験片を成形し、１８０℃で４時間ポ
ストキュアーしたものを用い、ディラトメーターにより
毎分５℃で昇温させることにより測定した。 （ニ）吸湿後の吸湿量と半田クラック性及び耐湿性 １７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件でア
ルミニウム配線腐食測定用の耐湿性試験用半導体装置を
厚さ２ｍｍのフラットパッケージに封止し、１８０℃で
４時間ポストキュアーした。このパッケージを８５℃／
８５％ＲＨの雰囲気中１２０時間放置して吸湿処理を行
った後、吸湿量を測定し、これを２６０℃の半田浴に１
０秒浸漬した。この時に発生するパッケージのクラック
発生数を確認した後、良品のみを１２０℃の飽和水蒸気
雰囲気中に所定時間放置し、不良発生率を調べた。 （ホ）耐熱信頼性 アルミ配線を施したシリコンチップを１４ピンの４２ア
ロイフレームにエポキシ樹脂で接着した後、金線でリー
ドとアルミ配線を結線した集積回路を上記エポキシ樹脂
組成物で封止した。成形条件は１７５℃で２分、ポスト
キュアーは１８０℃で５時間とした。得られた集積回路
を２００℃で５００時間放置した後、抵抗を測定し、金
とアルミの接合部で生成する金属間化合物によって抵抗
値が１０Ω以上になった場合を不良とし、不良発生率を
調べた。
の（イ）〜（ホ）の諸特性を測定した。結果を表１に示
す。 （イ）スパイラルフロー ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して１７５℃、７０ｋ
ｇ／ｃｍ2の条件で測定した。 （ロ）機械的強度（曲げ強度、曲げ弾性率） ＪＩＳＫ６９１１に準じて１７５℃、７０ｋｇ／ｃ
ｍ2、成形時間２分の条件で１０×１００×４ｍｍの抗
折棒を成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーしたも
ので測定した。 （ハ）ガラス転移温度、膨張係数 １７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件で４
×４×１５ｍｍの試験片を成形し、１８０℃で４時間ポ
ストキュアーしたものを用い、ディラトメーターにより
毎分５℃で昇温させることにより測定した。 （ニ）吸湿後の吸湿量と半田クラック性及び耐湿性 １７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件でア
ルミニウム配線腐食測定用の耐湿性試験用半導体装置を
厚さ２ｍｍのフラットパッケージに封止し、１８０℃で
４時間ポストキュアーした。このパッケージを８５℃／
８５％ＲＨの雰囲気中１２０時間放置して吸湿処理を行
った後、吸湿量を測定し、これを２６０℃の半田浴に１
０秒浸漬した。この時に発生するパッケージのクラック
発生数を確認した後、良品のみを１２０℃の飽和水蒸気
雰囲気中に所定時間放置し、不良発生率を調べた。 （ホ）耐熱信頼性 アルミ配線を施したシリコンチップを１４ピンの４２ア
ロイフレームにエポキシ樹脂で接着した後、金線でリー
ドとアルミ配線を結線した集積回路を上記エポキシ樹脂
組成物で封止した。成形条件は１７５℃で２分、ポスト
キュアーは１８０℃で５時間とした。得られた集積回路
を２００℃で５００時間放置した後、抵抗を測定し、金
とアルミの接合部で生成する金属間化合物によって抵抗
値が１０Ω以上になった場合を不良とし、不良発生率を
調べた。
【００６４】
【表１】 ＊，＊＊：エポキシ樹脂、フェノール樹脂としては下記
のものを使用した。
のものを使用した。
【００６５】
【表２】
【００６６】
【化１６】
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/29 23/31
Claims (2)
- 【請求項１】 （ａ）下記式（１）で示される化合物の
含有量が１０重量％以下であるナフタレン環含有エポキ
シ樹脂 【化１】 （但し、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル
基、ＯＧはグリシジル基、ｎは１又は２であって、ナフ
タレン環のいずれのリングに付加しても良く、両リング
に同時に付加しても良い。） （ｂ）下記式（２）で示される化合物の含有量が１０重
量％以下であるナフタレン環含有フェノール樹脂 【化２】 （但し、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル
基、ｎは１又は２であって、ナフタレン環のいずれのリ
ングに付加しても良く、両リングに同時に付加しても良
い。） （ｃ）無機質充填材 を含有してなり、かつ前記式（１）及び式（２）の化合
物の含有量が全樹脂量の１０重量％以下であることを特
徴とする熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項２】 請求項１記載の熱硬化性樹脂組成物の硬
化物で封止された半導体装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3283548A JP2768088B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 熱硬化性樹脂組成物及び半導体装置 |
| DE19924233097 DE4233097C2 (de) | 1991-10-03 | 1992-10-01 | Wärmehärtbare Harzzusammensetzung und deren Verwendung zum Einkapseln einer Halbleitereinrichtung |
| US08/181,540 US5358980A (en) | 1991-10-03 | 1994-01-14 | Naphthol novolac epoxy resin compositions and semiconductor devices encapsulated therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3283548A JP2768088B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 熱硬化性樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0597969A true JPH0597969A (ja) | 1993-04-20 |
| JP2768088B2 JP2768088B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=17666953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3283548A Expired - Fee Related JP2768088B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 熱硬化性樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2768088B2 (ja) |
| DE (1) | DE4233097C2 (ja) |
Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
| JPH10292032A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Nippon Steel Chem Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 |
| JPH11140277A (ja) * | 1997-11-10 | 1999-05-25 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及びこれを用いた半導体装置 |
| JP2003176335A (ja) * | 2002-10-11 | 2003-06-24 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物並びにこれを用いた半導体装置 |
| JP2007146155A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-06-14 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2012041396A (ja) * | 2010-08-16 | 2012-03-01 | Dic Corp | エポキシ樹脂組成物、硬化性樹脂組成物、その硬化物、及びプリント配線基板 |
| TWI415230B (zh) * | 2005-04-25 | 2013-11-11 | Shinetsu Chemical Co | Epoxy resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device |
| KR20150063369A (ko) * | 2012-09-26 | 2015-06-09 | 디아이씨 가부시끼가이샤 | 에폭시 수지, 경화성 수지 조성물, 그 경화물, 및 프린트 배선 기판 |
| JP2018064092A (ja) * | 2016-10-11 | 2018-04-19 | 信越化学工業株式会社 | ウエハ積層体、その製造方法、及びウエハ積層用接着剤組成物 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100882333B1 (ko) | 2007-12-28 | 2009-02-11 | 제일모직주식회사 | 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH03220219A (ja) * | 1989-11-20 | 1991-09-27 | Nippon Kayaku Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 |
Family Cites Families (2)
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