JPH0597970A - 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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- JPH0597970A JPH0597970A JP3286993A JP28699391A JPH0597970A JP H0597970 A JPH0597970 A JP H0597970A JP 3286993 A JP3286993 A JP 3286993A JP 28699391 A JP28699391 A JP 28699391A JP H0597970 A JPH0597970 A JP H0597970A
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- resin
- epoxy resin
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- resin composition
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/40—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes epoxy resins
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
- C08G59/32—Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
- C08G59/3218—Carbocyclic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 流動性が良好であると共に低膨張係数、低
応力、高いガラス転移温度を有し、しかも接着性が良好
で、低吸湿性の硬化物を与え、半導体の封止用樹脂とし
て好適な熱硬化性樹脂組成物を得る。 【構成】 （ａ）ナフタレン環含有エポキシ樹脂 （ｂ）下記一般式（１）で示されるジシクロペンタジエ
ン変性フェノール樹脂 【化１】 （但し、式中Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキ
ル基、ｎ＝０〜１５の整数である。） （ｃ）無機質充填材 を配合する。この熱硬化性樹脂組成物の硬化物で半導体
装置を封止する。
応力、高いガラス転移温度を有し、しかも接着性が良好
で、低吸湿性の硬化物を与え、半導体の封止用樹脂とし
て好適な熱硬化性樹脂組成物を得る。 【構成】 （ａ）ナフタレン環含有エポキシ樹脂 （ｂ）下記一般式（１）で示されるジシクロペンタジエ
ン変性フェノール樹脂 【化１】 （但し、式中Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキ
ル基、ｎ＝０〜１５の整数である。） （ｃ）無機質充填材 を配合する。この熱硬化性樹脂組成物の硬化物で半導体
装置を封止する。
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ながら、しか
も接着性が良好で、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ながら、しか
も接着性が良好で、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。中
でもエポキシ樹脂は、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。中
でもエポキシ樹脂は、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、最近ではこれらの半導体装置は集積
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。
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。
【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、しかも接着性が良好
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。
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、しかも接着性が良好
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下記一般式（１）で示されるジシ
クロペンタジエン変性フェノール樹脂とを併用し、無機
質充填材を配合した熱硬化性樹脂組成物が、流動性が良
好であり、膨張係数が小さく、高いガラス転移温度を有
しながら、接着性に優れ、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下記一般式（１）で示されるジシ
クロペンタジエン変性フェノール樹脂とを併用し、無機
質充填材を配合した熱硬化性樹脂組成物が、流動性が良
好であり、膨張係数が小さく、高いガラス転移温度を有
しながら、接着性に優れ、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２】 （但し、式中Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキ
ル基、ｎ＝０〜１５の整数である。）
ル基、ｎ＝０〜１５の整数である。）
【０００８】なお、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。
【０００９】しかし、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を配合した熱硬化性樹脂組
成物は低膨張係数、低応力、高いガラス転移温度を有
し、低吸湿性の硬化物を与えるが、接着性が不十分であ
るといった問題があった。
ポキシ樹脂やフェノール樹脂を配合した熱硬化性樹脂組
成物は低膨張係数、低応力、高いガラス転移温度を有
し、低吸湿性の硬化物を与えるが、接着性が不十分であ
るといった問題があった。
【００１０】これに対し、上記式（１）のジシクロペン
タジエン変性フェノール樹脂をナフタレン環含有エポキ
シ樹脂と組み合わせることにより、単独でそれぞれを用
いた場合より吸水率が低下し、接着強度もジシクロペン
タジエン変性フェノール樹脂のみを硬化剤とした場合に
比べ著しく向上すること、それ故、この低吸水率と高接
着性との相乗効果により、吸湿後の半田浸漬の際の耐ク
ラック性が大幅に向上し、従来２６０℃の半田浴に浸漬
した場合パッケージにクラックが発生したものが、本発
明の組成物で封止したパッケージでは全くクラックが起
こらないという驚くべき優れた特性を発揮することを見
い出し、本発明をなすに至ったものである。
タジエン変性フェノール樹脂をナフタレン環含有エポキ
シ樹脂と組み合わせることにより、単独でそれぞれを用
いた場合より吸水率が低下し、接着強度もジシクロペン
タジエン変性フェノール樹脂のみを硬化剤とした場合に
比べ著しく向上すること、それ故、この低吸水率と高接
着性との相乗効果により、吸湿後の半田浸漬の際の耐ク
ラック性が大幅に向上し、従来２６０℃の半田浴に浸漬
した場合パッケージにクラックが発生したものが、本発
明の組成物で封止したパッケージでは全くクラックが起
こらないという驚くべき優れた特性を発揮することを見
い出し、本発明をなすに至ったものである。
【００１１】以下、本発明について更に詳しく説明する
と、（ａ）成分のナフタレン環含有エポキシ樹脂として
は下記一般式（２）で示されるものが好適に使用され
る。
と、（ａ）成分のナフタレン環含有エポキシ樹脂として
は下記一般式（２）で示されるものが好適に使用され
る。
【００１２】
【化３】
【００１３】この場合、ナフタレン環含有エポキシ樹脂
は、樹脂中のα−ナフトールやα，β−ナフトールのエ
ポキシ化合物の含有量が１０重量％以下、特に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。な
お、この他にフェノールのみからなる二核体のジグリシ
ジルエーテルやフェニルグリシジルエーテルは０．５重
量％以下、特に０．２重量％以下の割合であることが好
ましい。
は、樹脂中のα−ナフトールやα，β−ナフトールのエ
ポキシ化合物の含有量が１０重量％以下、特に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。な
お、この他にフェノールのみからなる二核体のジグリシ
ジルエーテルやフェニルグリシジルエーテルは０．５重
量％以下、特に０．２重量％以下の割合であることが好
ましい。
【００１４】これらエポキシ樹脂は軟化点が５０〜１２
０℃、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。
０℃、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。
【００１５】また、本発明組成物を半導体封止用に用い
る場合、上記エポキシ樹脂は加水分解性塩素が１０００
ｐｐｍ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。
る場合、上記エポキシ樹脂は加水分解性塩素が１０００
ｐｐｍ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。
【００１６】上記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。
例としては下記の化合物を挙げることができる。
【００１７】
【化４】
【００１８】
【化５】
【００１９】本発明の組成物においては、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
脂等が挙げられる。
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
脂等が挙げられる。
【００２０】なお、前記したナフタレン環含有エポキシ
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
い。
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
い。
【００２１】次に、（ｂ）成分のジシクロペンタジエン
変性フェノール樹脂は、（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り、本発明においては下記
一般式（１）で示されるものが使用される。
変性フェノール樹脂は、（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り、本発明においては下記
一般式（１）で示されるものが使用される。
【００２２】
【化６】
【００２３】ここで、上記式（１）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，ブチル
基，ヘキシル基，シクロヘキシル基等の炭素数１〜６の
アルキル基である。また、ｎは０〜１５の整数である。
又は例えばメチル基，エチル基，プロピル基，ブチル
基，ヘキシル基，シクロヘキシル基等の炭素数１〜６の
アルキル基である。また、ｎは０〜１５の整数である。
【００２４】一般式（１）で示され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。
して具体的には、次の化合物を挙げることができる。
【００２５】
【化７】
【００２６】なお、上記ジシクロペンタジエン変性フェ
ノール樹脂は軟化点が６０〜１５０℃、特に７０〜１３
０℃、水酸基当量が９０〜２５０、特に１５０〜２００
であることが好ましい。
ノール樹脂は軟化点が６０〜１５０℃、特に７０〜１３
０℃、水酸基当量が９０〜２５０、特に１５０〜２００
であることが好ましい。
【００２７】更に、本発明組成物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
ことが好ましい。ナトリウム、カリウムが１０ｐｐｍを
超えると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、耐湿性の劣化が促進される場合が
ある。
る場合、ナトリウム、カリウムは１０ｐｐｍ以下である
ことが好ましい。ナトリウム、カリウムが１０ｐｐｍを
超えると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、耐湿性の劣化が促進される場合が
ある。
【００２８】本発明の組成物においては、フェノール樹
脂として上述したジシクロペンタジエン変性フェノール
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、ナフタレン環含
有フェノール樹脂などが例示される。特にナフタレン環
含有フェノール樹脂を併用すると、低吸湿で、かつより
接着性に優れた熱硬化性樹脂組成物が得られる。更には
アミン系硬化剤や酸無水物系硬化剤と併用しても良い。
脂として上述したジシクロペンタジエン変性フェノール
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、ナフタレン環含
有フェノール樹脂などが例示される。特にナフタレン環
含有フェノール樹脂を併用すると、低吸湿で、かつより
接着性に優れた熱硬化性樹脂組成物が得られる。更には
アミン系硬化剤や酸無水物系硬化剤と併用しても良い。
【００２９】式（１）のジシクロペンタジエン変性フェ
ノール樹脂と他のフェノール樹脂を併用する場合は、フ
ェノール樹脂全体の１０重量％以上がジシクロペンタジ
エン変性フェノール樹脂であることが十分な接着性を得
るために好ましい。式（１）のジシクロペンタジエン変
性フェノール樹脂の配合量が１０重量％に満たないと十
分な接着性が得られない場合がある。
ノール樹脂と他のフェノール樹脂を併用する場合は、フ
ェノール樹脂全体の１０重量％以上がジシクロペンタジ
エン変性フェノール樹脂であることが十分な接着性を得
るために好ましい。式（１）のジシクロペンタジエン変
性フェノール樹脂の配合量が１０重量％に満たないと十
分な接着性が得られない場合がある。
【００３０】なお、ジシクロペンタジエン変性フェノー
ル樹脂のより好ましい使用量はフェノール樹脂全体の２
０重量％以上である。
ル樹脂のより好ましい使用量はフェノール樹脂全体の２
０重量％以上である。
【００３１】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３０〜１
００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。
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３０〜１
００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。
【００３２】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）成分のジシクロペン
タジエン変性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のア
ルケニル基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）成分のジシクロペン
タジエン変性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のア
ルケニル基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。
【００３３】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。
【００３４】
【化８】 （但し、ｐ，ｑは通常１≦ｐ≦１０、１≦ｑ≦３で示さ
れる正数である。）
れる正数である。）
【００３５】なお、これらアルケニル基含有エポキシ樹
脂及びフェノール樹脂は、例えばアルケニル基含有フェ
ノール樹脂をエピクロルヒドリンでエポキシ化したり、
従来公知のエポキシ樹脂に２−アリルフェノールなどを
部分的に反応させるなどの方法により得ることができ
る。
脂及びフェノール樹脂は、例えばアルケニル基含有フェ
ノール樹脂をエピクロルヒドリンでエポキシ化したり、
従来公知のエポキシ樹脂に２−アリルフェノールなどを
部分的に反応させるなどの方法により得ることができ
る。
【００３６】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。
【００３７】
【化９】
【００３８】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。
【００３９】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。
【００４０】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。
【００４１】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。
【００４２】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することが好まし
い。
カップリング剤で表面処理して使用することが好まし
い。
【００４３】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２５０〜８００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２５０〜８００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。
【００４４】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。
【００４５】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。０．０００
１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。０．０００
１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。
【００４６】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。
【００４７】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。
【００４８】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。
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。
【００４９】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。
【００５０】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。
【００５１】
【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、しかも接着性が良好で、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、しかも接着性が良好で、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。
【００５２】
【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。
【００５３】〔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）。
【００５４】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℃、７０
ｋｇ／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）接着性 ４２アロイ板に直径１５ｍｍ、高さ５ｍｍの円筒成形品
を１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件で
成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした後、１２
１℃、２．１気圧の条件で１６時間放置した後、２１５
℃のベーパーフェーズリフロー中に１分間浸漬した。そ
の後、４２アロイとの接着力を引張強度で調べた。
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℃、７０
ｋｇ／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）接着性 ４２アロイ板に直径１５ｍｍ、高さ５ｍｍの円筒成形品
を１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件で
成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした後、１２
１℃、２．１気圧の条件で１６時間放置した後、２１５
℃のベーパーフェーズリフロー中に１分間浸漬した。そ
の後、４２アロイとの接着力を引張強度で調べた。
【００５５】
【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。
【００５６】
【化１０】
【００５７】
【化１１】 （上記各式においてｎ，ｎ’はそれぞれのエポキシ当
量、水酸基当量に対応して決定される数である。）
量、水酸基当量に対応して決定される数である。）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 貴之 群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 白石 初二 群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 （ａ）ナフタレン環含有エポキシ樹脂 （ｂ）下記一般式（１）で示されるジシクロペンタジエ
ン変性フェノール樹脂 【化１】 （但し、式中Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキ
ル基、ｎ＝０〜１５の整数である。） （ｃ）無機質充填材 を配合してな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 (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3286993A JPH0597970A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 熱硬化性樹脂組成物及び半導体装置 |
| US07/956,513 US5312878A (en) | 1991-10-07 | 1992-10-01 | Naphthalene containing epoxy resin cured with a dicyclopentadiene phenolic resin |
| DE4233450A DE4233450C2 (de) | 1991-10-07 | 1992-10-05 | Wärmehärtbare Harzzusammensetzungen und deren Verwendung zum Einkapseln von Halbleitereinrichtungen |
| KR1019920018244A KR100235164B1 (ko) | 1991-10-07 | 1992-10-06 | 열경화성 수지 조성물 및 반도체 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3286993A JPH0597970A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 熱硬化性樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0597970A true JPH0597970A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17711633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3286993A Pending JPH0597970A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 熱硬化性樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5312878A (ja) |
| JP (1) | JPH0597970A (ja) |
| KR (1) | KR100235164B1 (ja) |
| DE (1) | DE4233450C2 (ja) |
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| 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 |
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| JP3734602B2 (ja) * | 1997-05-29 | 2006-01-11 | ジャパンエポキシレジン株式会社 | エポキシ樹脂組成物および半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| TW452944B (en) * | 1997-06-03 | 2001-09-01 | Hitachi Chemical Co Ltd | Phenolic resin, resin composition, molding material for encapsulation, and electronic component device |
| 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 |
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| CN111372997B (zh) | 2018-04-10 | 2022-12-09 | 株式会社Lg化学 | 用于金属包层层合体的热固性树脂复合材料及使用其的金属包层层合体 |
| KR20210062034A (ko) | 2018-09-21 | 2021-05-28 | 도레이 카부시키가이샤 | 에폭시 수지 조성물, 프리프레그 및 섬유 강화 복합재료 |
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1991
- 1991-10-07 JP JP3286993A patent/JPH0597970A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-01 US US07/956,513 patent/US5312878A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-05 DE DE4233450A patent/DE4233450C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-06 KR KR1019920018244A patent/KR100235164B1/ko not_active Expired - Lifetime
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