JPH0657740B2 - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用エポキシ樹脂組成物

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JPH0657740B2
JPH0657740B2 JP24311188A JP24311188A JPH0657740B2 JP H0657740 B2 JPH0657740 B2 JP H0657740B2 JP 24311188 A JP24311188 A JP 24311188A JP 24311188 A JP24311188 A JP 24311188A JP H0657740 B2 JPH0657740 B2 JP H0657740B2
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アツコ 信田
隆光 藤本
裕三 鐘ケ江
修市 喜多
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
さらに詳しくは、特定の液状エポキシ樹脂を含有し、硬
化物の耐熱性、耐湿性および耐冷熱衝撃性を損なわずに
流動性を向上させた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に
関する。
[従来の技術] IC、LSIなどの半導体装置においては、その半導体素子を
シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによって封止する樹
脂封止法が広く採用されている。これらの封止樹脂のな
かでも、とくに、ノボラック型エポキシ樹脂とフェノー
ルノボラック樹脂とを組合わせたエポキシ樹脂組成物
(たとえば特開昭63−77930号公報に開示された組成
物)は、封止後の耐湿性を効果的かつ良好に保持できる
とともに、比較的安価であることとも相俟って汎用され
ている。
しかし、このエポキシ樹脂組成物により大容量の半導体
素子を封止したばあいには、硬化時の収縮によるストレ
スまたは内部素子とエポキシ樹脂との膨張係数の差によ
って生じるストレスなどにより、素子のボンディングワ
イヤが変形したり、断線、素子パッシベーションのクラ
ックなどが発生したりしやすいという問題がある。そこ
でこれらのストレスを低減せしめるために、エポキシマ
トリックスをシリコーンゴムなどにより可撓化したりま
たは膨張係数を小さくするために無機充填剤の添加量を
増大せしめるなどの方法が検討されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、シリコーンゴムなどによる可撓化は樹脂
組成物の成形性の低下につながる可能性がある。また、
無機充填剤の添加量を増大し、膨張係数を低減せしめる
ためには、80%(重量%、以下同様)以上の添加量が必
要であり、そのため樹脂組成物の溶融粘度が増大し、流
動性が著しく低下し、素子の封止に際し、高圧成形が必
要となるという問題点がある。
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
であり、シリコーンゴムなどによる可撓化や、無機充填
剤の高充填によっても高い流動性を保ちつつ、かつ耐熱
性、耐湿性および耐冷熱衝撃性を有する硬化物を与える
半導体封止用エポキシ樹脂組成物をうることを目的とす
る。
[課題を解決するための手段] すなわち、本発明は、 (A)(a)1,6−ジグリシジルナフタレンとおよび (b)(a)以外の1分子中に2個以上のエポキシ基を有する
エポキシ樹脂、 (B)エポキシ樹脂の硬化剤および (C)無機充填剤 を含有してなるエポキシ樹脂組成物であって、(a)成分
の1,6−ジグリシジルナフタレンを(b)成分の(a)以外の
1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂
に対して、重量比で(a)/(b)=0.05〜10の範囲で含有さ
せたことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物 に関する。
[作用] 本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、特定の液
状エポキシ樹脂を含有したものであり、それによって硬
化物の耐熱性、耐湿性および耐冷熱衝撃性を低下させる
ことなく、高い流動性を与えられたものである。
[実施例] 本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、エポキ
シ樹脂((A)成分)として、(a)1,6−ジグリシジルナフ
タレンと(b)(a)以外の1分子中に2個以上のエポキシ基
を有するエポキシ樹脂とが用いられる。
前記(a)成分である1,6−ジグリシジルナフタレンは、
式: で示されるエポキシ樹脂である。この1,6−ジグリシジ
ルナフタレンには、通常、塩素を含む化合物などの不純
物が混入しているが、本発明においてはこのような塩素
を含む化合物などの混入量ができるだけ少ないものを用
いることが好ましく、たとえば塩素イオンの含有量は2
ppm以下であるのが好ましい。
前記(b)成分である(a)以外の1分子中に2個以上のエポ
キシ基を有するエポキシ樹脂の具体例としては、たとえ
ばノボラック系エポキシ樹脂、トリグリシジルフェニル
メタン系エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、脂環式系エポキシ樹脂など、種々のタイプのエポキ
シ樹脂があげられるが、これらのなかでもノボラック系
エポキシ樹脂やトリグリシジルフェニルメタン系エポキ
シ樹脂は高温特性に優れているので好ましい。これらは
単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
さらに(b)成分として、前記具体例としてあげたエポキ
シ樹脂とともに必要に応じて臭素化ノボラック系エポキ
シ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂などの
臭素化エポキシ樹脂を併用してもよい。このばあい、臭
素化エポキシ樹脂の使用割合は、(b)成分中、70%以下
であるのが好ましい。
前記(b)成分1分子中のエポキシ基の数が2個未満のば
あいには、ガラス転移温度が低下し、耐熱性、耐湿性が
低下する。
前記(a)成分と(b)成分の配合割合は、重量比で(a)/(b)
=0.05〜10、好ましくは0.1〜5の範囲である。(a)/(b)
が0.05未満のばあいには、流動性の改善効果が期待でき
ず、(a)/(b)が10をこえると組成物のガラス転移温度が
低くなって硬化物の耐熱性が低下し、いずれも好ましく
ない。
本発明に用いられる(B)成分であるエポキシ樹脂の硬化
剤としては、従来慣用されている公知のものでよく、た
とえばフェノールノボラック型樹脂、クレゾールノボラ
ック型樹脂などのフェノール系硬化剤、メチルヘキサハ
イドロ無水フタル酸、メチルテトラハイドロ無水フタル
酸などの酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミド、ジアミ
ノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなど
のアミン系硬化剤などがあげられる。このうち、フェノ
ール系硬化剤が耐湿性の点で好ましい。
硬化剤の配合量は、(a)成分と(b)成分との配合比や、
(b)成分の重合度、硬化剤の種類などによっても異なる
が、通常、(A)成分100部に対して1〜100部が好まし
い。
本発明に用いられる(C)成分である無機充填剤にとくに
限定はないが、当該充填剤の90%以上が100μm以下の
粒径であるのが好ましい。このような無機充填剤の具体
例としては、たとえば結晶性シリカ粉、溶融シリカ粉、
アルミナ粉、タルク、石英ガラス粉、炭酸カルシウム
粉、ガラス繊維などがあげられる。
無機充填剤の添加量は、組成物中、50〜85%、さらには
70〜83%程度であるのが好ましい。該添加量が50%未満
のばあいには、線膨張係数および硬化収縮を低下させる
効果が小さくなり、85%をこえると流動性が低下して作
業性が低下する傾向にあるので、50〜85%程度の範囲内
で要求される特性に対応し、その配合量を適宜に選択す
るのが好ましい。
さらに本発明の組成物には、必要に応じてイミダゾール
系化合物、第3級アミン、リン系化合物などの硬化促進
剤、カーボンブラックなどの着色剤、カルナバワック
ス、合成ワックスなどの離型剤、三酸化アンチモンなど
の難燃剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンなどのカップリング剤、シリコーンゴム、フッ素ゴム
などのゴム成分などを、組成物中での含有量が全体で10
%をこえない範囲でそれぞれに添加してもよい。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、前記の成
分をたとえば、ローラー、ニーダミキサー、エクストル
ーダ、ヘンシェルミキサー((株)三井三池製作所製)
など、一般的に使用されている公知の混合装置を用いて
混合することにより容易に調製しうる。
つぎに本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を実施
例および比較例によってさらに詳細に説明する。
実施例1〜9および比較例1〜3 第1表に示す組成になるようにエポキシ樹脂、硬化剤、
無機充填剤およびその他の成分を調製し、80〜100℃の
熱ロールで5〜7分間混練・粉砕したのち、1100〜1500
kg/cm2の圧力下でタブレットを作製した。
えられたタブレットを用いて、プランジャー圧力80kg/c
m2、金型温度175±5℃、成形時間90秒の条件でトラン
スファー成形し、各種信頼性評価用モニターチップおよ
び各種評価用試片を作製した。比較例2は流動性がわる
く各種評価用試片を作製することができなかった。
なお、第2表に示す流動性の測定は、金型温度180℃、
プランジャー圧力80kg/cm2、2分後のフロー距離より求
めた。
つぎにこの各種信頼性評価用モニターチップおよび各種
評価用試片に175℃、8時間の後硬化を施した。
つぎにえられた各種評価用試片を用いて曲げ弾性率、曲
げ強度、線膨張係数およびガラス転移温度を測定した。
結果を第2表に示す。
さらに、前記のように処理された各種信頼性評価用モニ
ターチップを用いて、耐熱信頼性試験、耐湿信頼性試験
および耐冷熱衝撃試験を下記の方法で行なった。結果を
第3表に示す。
(耐熱信頼性試験) モニターチップを空気中、250℃の条件下に放置し、モ
ニターチップに不良が発生するまでの時間を測定する。
(耐湿信頼性試験) モニターチップ20個をPCT(Pressure Cooker Test)130
℃、2.7気圧の条件で、1000時間放置したのち、不良モ
ニターチップの個数によって評価する。
(耐冷熱衝撃試験) モニターチップ20個を用い、−65℃で30分間と150℃
で30分間とを1サイクルとし、200サイクルのちの不良
モニターチップの個数によって評価する。
前記第2表に示す結果からわかるように、本発明の半導
体封止用エポキシ樹脂組成物を用いたばあいには、樹脂
自体の曲げ弾性率、曲げ強度、耐熱性および線膨張係数
などの基本的特性を損なうことなしに、無機充填剤の高
充填ができ、またシリコーンゴムの添加によっても流動
性が低下しない。しかも、第3表に示す結果からわかる
ように、本発明の樹脂組成物で樹脂封止した素子は耐熱
性、耐湿性および耐冷熱衝撃性についても非常に優れた
特性を有するものである。
[発明の効果] 本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ
樹脂成分として特定のエポキシ樹脂を含有するため、封
止樹脂硬化物の耐熱性、耐湿性および耐冷熱衝撃性を損
なうことなしに優れた流動性を有し、IC、LSIなどの半
導体封止樹脂として好適に使用できるという効果を奏す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 喜多 修市 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三 菱電機株式会社材料研究所内 (72)発明者 森脇 紀元 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三 菱電機株式会社材料研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)(a)1,6−ジグリシジルナフタレンおよ
    び (b)(a)以外の1分子中に2個以上のエポキシ基を有する
    エポキシ樹脂、 (B)エポキシ樹脂の硬化剤および (C)無機充填剤 を含有してなるエポキシ樹脂組成物であって、(a)成分
    の1,6−ジグリシジルナフタレンを(b)成分の(a)以外の
    1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂
    に対して、重量比で(a)/(b)=0.05〜10の範囲で含有さ
    せたことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成
    物。
JP24311188A 1988-09-27 1988-09-27 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Expired - Lifetime JPH0657740B2 (ja)

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