JPH08157561A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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- JPH08157561A JPH08157561A JP6323584A JP32358494A JPH08157561A JP H08157561 A JPH08157561 A JP H08157561A JP 6323584 A JP6323584 A JP 6323584A JP 32358494 A JP32358494 A JP 32358494A JP H08157561 A JPH08157561 A JP H08157561A
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- 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
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 （Ａ）ベンゼン環に少なくとも一つの有機基
を持つエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）無
機質充填剤、（Ｄ）硬化促進剤として下記構造式（２）
で示されるイミダゾール化合物を必須成分とすることを
特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 【効果】 本発明のエポキシ樹脂組成物は、式（１）の
エポキシ樹脂と式（２）のイミダゾール化合物とを併用
したことにより、式（１）の如き多官能エポキシ樹脂を
用いても、ゲル化時間を長くすることができ、ＢＧＡ封
止などにおいて金線曲がりの起らないほど粘度を低く保
つことができるもので、機械的強度、ガラス転移温度が
高く、しかも低吸湿性、低線膨張性、高接着性を有する
硬化物を与え、かつ組成物の溶融粘度が低く、ゲル化時
間が長い上、硬化速度が速いものである。従って、本発
明の組成物の硬化物で封止された半導体装置は信頼性の
高いものである。
を持つエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）無
機質充填剤、（Ｄ）硬化促進剤として下記構造式（２）
で示されるイミダゾール化合物を必須成分とすることを
特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 【効果】 本発明のエポキシ樹脂組成物は、式（１）の
エポキシ樹脂と式（２）のイミダゾール化合物とを併用
したことにより、式（１）の如き多官能エポキシ樹脂を
用いても、ゲル化時間を長くすることができ、ＢＧＡ封
止などにおいて金線曲がりの起らないほど粘度を低く保
つことができるもので、機械的強度、ガラス転移温度が
高く、しかも低吸湿性、低線膨張性、高接着性を有する
硬化物を与え、かつ組成物の溶融粘度が低く、ゲル化時
間が長い上、硬化速度が速いものである。従って、本発
明の組成物の硬化物で封止された半導体装置は信頼性の
高いものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度、ガラス転
移温度が高く、しかも低吸湿性、低線膨張性、高接着性
を有する硬化物を与え、かつ組成物の溶融粘度が低く、
ゲル化時間が長い上、硬化速度が速いエポキシ樹脂組成
物に関するものであり、特にＢＧＡパッケージのような
片面成形の半導体パッケージ用として好適に用いられる
エポキシ樹脂組成物に関するものである。
移温度が高く、しかも低吸湿性、低線膨張性、高接着性
を有する硬化物を与え、かつ組成物の溶融粘度が低く、
ゲル化時間が長い上、硬化速度が速いエポキシ樹脂組成
物に関するものであり、特にＢＧＡパッケージのような
片面成形の半導体パッケージ用として好適に用いられる
エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤としてのフェ
ノール樹脂、及び無機質充填剤を配合したエポキシ樹脂
組成物が半導体パッケージ用に使用されている。
り、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤としてのフェ
ノール樹脂、及び無機質充填剤を配合したエポキシ樹脂
組成物が半導体パッケージ用に使用されている。
【０００３】ところで、近年半導体パッケージの多ピン
化にともない、ＢＧＡ（ボールグリッドアレー）と称さ
れる半田バンプを有する有機樹脂基板上に半導体チップ
を搭載し、それをエポキシ封止材で片面を封止するパッ
ケージが開発されている。本パッケージは多ピン化にも
かかわらず、半田付けが容易であることや、数個の半導
体チップを搭載できること、さらには製造コストが安い
ことなどから用途が拡大する傾向にある。
化にともない、ＢＧＡ（ボールグリッドアレー）と称さ
れる半田バンプを有する有機樹脂基板上に半導体チップ
を搭載し、それをエポキシ封止材で片面を封止するパッ
ケージが開発されている。本パッケージは多ピン化にも
かかわらず、半田付けが容易であることや、数個の半導
体チップを搭載できること、さらには製造コストが安い
ことなどから用途が拡大する傾向にある。
【０００４】しかし、このようにエポキシ封止材でＢＧ
Ａを封止した場合、ＢＧＡパッケージを構成する材料同
士の膨張係数が違うことから、パッケージ成形後、容易
にパッケージが反ってしまい、プリント基板に接続でき
ないといった致命的な問題点が生じている。
Ａを封止した場合、ＢＧＡパッケージを構成する材料同
士の膨張係数が違うことから、パッケージ成形後、容易
にパッケージが反ってしまい、プリント基板に接続でき
ないといった致命的な問題点が生じている。
【０００５】本発明者らは、すでにこの点を改良するエ
ポキシ樹脂組成物として、特公平５−７７６８６号、特
公平６−１７４５８号において提案を行っている。これ
らの提案は多官能エポキシ樹脂を主成分としたエポキシ
樹脂組成物に関するもので、ガラス転移温度を高くする
ことで片面成形したパッケージの反りを低減したもので
ある。
ポキシ樹脂組成物として、特公平５−７７６８６号、特
公平６−１７４５８号において提案を行っている。これ
らの提案は多官能エポキシ樹脂を主成分としたエポキシ
樹脂組成物に関するもので、ガラス転移温度を高くする
ことで片面成形したパッケージの反りを低減したもので
ある。
【０００６】しかし、パッケージサイズが２５ｃｍ角以
上になると、この組成物でもパッケージが反ってしまう
場合がある。また、パッケージが大きく、ピン数も多い
ことから半導体チップと基板上の配線を接続する金線の
数も多く、かつ長さも長くなっているため、成形時ゲル
化時間の短い組成物や粘度の高い組成物を使用した場
合、成形時に金線が曲がったり金線同士が接触するとい
った問題が発生している。
上になると、この組成物でもパッケージが反ってしまう
場合がある。また、パッケージが大きく、ピン数も多い
ことから半導体チップと基板上の配線を接続する金線の
数も多く、かつ長さも長くなっているため、成形時ゲル
化時間の短い組成物や粘度の高い組成物を使用した場
合、成形時に金線が曲がったり金線同士が接触するとい
った問題が発生している。
【０００７】更に、基板上のソルダーマスクとの接着性
もＢＧＡパッケージの信頼性向上には重要な要素である
ことから、半導体業界においては、ＢＧＡパッケージ用
の封止樹脂として、成形時の樹脂粘度が低く、ソルダー
マスクとの接着性に優れ、パッケージの反りを低減する
ことが可能なエポキシ樹脂組成物が求められている。
もＢＧＡパッケージの信頼性向上には重要な要素である
ことから、半導体業界においては、ＢＧＡパッケージ用
の封止樹脂として、成形時の樹脂粘度が低く、ソルダー
マスクとの接着性に優れ、パッケージの反りを低減する
ことが可能なエポキシ樹脂組成物が求められている。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記要望に応えるため鋭意検討を行った結果、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、無機質充填剤及び硬化促進剤を含
有するエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂とし
て下記構造式（１）で示されるものと、硬化促進剤とし
て下記構造式（２）で示されるものとを併用した場合、
組成物のゲル化時間を大幅に伸ばし、ゲル化時間を１７
５℃で３０秒以上とすることが可能となり、かつ硬化時
間も従来の封止材と同条件の１７５℃で９０〜１２０秒
で成形でき、成形のみで１５０℃以上のガラス転移温度
を与える上、ポストキュアーすることで容易にガラス転
移温度を１８０℃以上とすることができ、これにより無
機質充填剤の充填量を大幅に向上でき、パッケージの反
りも少なく、かつ金線の変形も起こさず、ソルダーマス
クとの接着も優れたエポキシ樹脂組成物を提供すること
ができることを知見し、本発明をなすに至ったものであ
る。
記要望に応えるため鋭意検討を行った結果、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、無機質充填剤及び硬化促進剤を含
有するエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂とし
て下記構造式（１）で示されるものと、硬化促進剤とし
て下記構造式（２）で示されるものとを併用した場合、
組成物のゲル化時間を大幅に伸ばし、ゲル化時間を１７
５℃で３０秒以上とすることが可能となり、かつ硬化時
間も従来の封止材と同条件の１７５℃で９０〜１２０秒
で成形でき、成形のみで１５０℃以上のガラス転移温度
を与える上、ポストキュアーすることで容易にガラス転
移温度を１８０℃以上とすることができ、これにより無
機質充填剤の充填量を大幅に向上でき、パッケージの反
りも少なく、かつ金線の変形も起こさず、ソルダーマス
クとの接着も優れたエポキシ樹脂組成物を提供すること
ができることを知見し、本発明をなすに至ったものであ
る。
【０００９】従って、本発明は、 （Ａ）下記構造式（１）で示されるエポキシ樹脂 （Ｂ）フェノール樹脂 （Ｃ）無機質充填剤 （Ｄ）硬化促進剤として下記構造式（２）で示されるイ
ミダゾール化合物を必須成分とすることを特徴とする半
導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこの組成物の硬化
物で封止された半導体装置を提供する。
ミダゾール化合物を必須成分とすることを特徴とする半
導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこの組成物の硬化
物で封止された半導体装置を提供する。
【００１０】
【化３】
【００１１】（式中、ＯＧはグリシジル基であり、Ｒは
水素原子又は一価炭化水素基を示すが、全Ｒのうち少な
くとも１個は一価炭化水素基である。ｎは０又は１以上
である。）
水素原子又は一価炭化水素基を示すが、全Ｒのうち少な
くとも１個は一価炭化水素基である。ｎは０又は１以上
である。）
【００１２】
【化４】
【００１３】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明の第１必須成分（（Ａ）成分）は、下記構造
式（１）で示されるエポキシ樹脂である。
と、本発明の第１必須成分（（Ａ）成分）は、下記構造
式（１）で示されるエポキシ樹脂である。
【００１４】
【化５】
【００１５】（式中、ＯＧはグルシジル基であり、Ｒは
水素原子又は一価炭化水素基を示すが、全Ｒのうち少な
くとも１個は一価炭化水素基である。ｎは０又は１以上
である。） ここで、Ｒで示される一価炭化水素としては、炭素数が
１〜６、特に１〜５のアルキル基、アリール基などの非
置換又は置換一価炭化水素基が好ましく、メチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、フェニ
ル基などが代表的なものとして挙げることができる。中
でも、炭素数が３個以上の一価炭化水素基を持ったベン
ゼン環を有するエポキシ樹脂を使用し、上記式（２）の
イミダゾールと組合わせることでゲル化時間を効果的に
伸ばすことができる。特に効果的な一価炭化水素基とし
てはｔ−ブチル基が望ましいものである。
水素原子又は一価炭化水素基を示すが、全Ｒのうち少な
くとも１個は一価炭化水素基である。ｎは０又は１以上
である。） ここで、Ｒで示される一価炭化水素としては、炭素数が
１〜６、特に１〜５のアルキル基、アリール基などの非
置換又は置換一価炭化水素基が好ましく、メチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、フェニ
ル基などが代表的なものとして挙げることができる。中
でも、炭素数が３個以上の一価炭化水素基を持ったベン
ゼン環を有するエポキシ樹脂を使用し、上記式（２）の
イミダゾールと組合わせることでゲル化時間を効果的に
伸ばすことができる。特に効果的な一価炭化水素基とし
てはｔ−ブチル基が望ましいものである。
【００１６】また、式（１）において、全Ｒのうち少な
くとも一個は上記一価炭化水素基であるが、好ましくは
１〜４＋２ｎ個、より好ましくは４〜４＋２ｎ個のＲが
一価炭化水素基である。即ち、上記式（１）に類似のエ
ポキシ樹脂として、Ｒが全て水素原子である下記構造式
（３）で示されるものもあるが、後述する比較例からも
明らかなように、ベンゼン環に全く有機基を持たない式
（３）のエポキシ樹脂では、式（２）で示されるイミダ
ゾール化合物と組み合せても全くゲル化時間を伸ばすこ
とができない。
くとも一個は上記一価炭化水素基であるが、好ましくは
１〜４＋２ｎ個、より好ましくは４〜４＋２ｎ個のＲが
一価炭化水素基である。即ち、上記式（１）に類似のエ
ポキシ樹脂として、Ｒが全て水素原子である下記構造式
（３）で示されるものもあるが、後述する比較例からも
明らかなように、ベンゼン環に全く有機基を持たない式
（３）のエポキシ樹脂では、式（２）で示されるイミダ
ゾール化合物と組み合せても全くゲル化時間を伸ばすこ
とができない。
【００１７】
【化６】
【００１８】上記式（１）のエポキシ樹脂を用いた場合
にのみ、ゲル化時間を伸ばすことができるという顕著な
効果が与えられる理由については明らかではないが、式
（１）のエポキシ樹脂が立体的に大きな置換基を分子内
部に持っていることから、エポキシ樹脂の立体的な配置
が式（３）のエポキシ樹脂と異なっていることに由来す
るものではないかと考えられる。
にのみ、ゲル化時間を伸ばすことができるという顕著な
効果が与えられる理由については明らかではないが、式
（１）のエポキシ樹脂が立体的に大きな置換基を分子内
部に持っていることから、エポキシ樹脂の立体的な配置
が式（３）のエポキシ樹脂と異なっていることに由来す
るものではないかと考えられる。
【００１９】また、本発明の式（１）のエポキシ樹脂に
おいて、ｎは０又は１以上の整数であるが、特に０又は
１〜１０であり、式（１）のエポキシ樹脂は異なるｎの
値を持つエポキシ樹脂の混合物であってもよい。この場
合、硬化物のガラス転移温度をできるだけ高くするに
は、ｎが０のものを７０重量％以下、望ましくは６０重
量％以下であり、平均重合度を表わすｎの平均値が１〜
３の範囲にある分布量分布を有するエポキシ樹脂を選ぶ
ことが好ましい。ここで、ｎ＝０のものを７０％より多
く含むと、ガラス転移温度が成形のみで１８０℃以上と
ならない場合があり、またポストキュアー後においても
２００℃以上とならない場合がある。
おいて、ｎは０又は１以上の整数であるが、特に０又は
１〜１０であり、式（１）のエポキシ樹脂は異なるｎの
値を持つエポキシ樹脂の混合物であってもよい。この場
合、硬化物のガラス転移温度をできるだけ高くするに
は、ｎが０のものを７０重量％以下、望ましくは６０重
量％以下であり、平均重合度を表わすｎの平均値が１〜
３の範囲にある分布量分布を有するエポキシ樹脂を選ぶ
ことが好ましい。ここで、ｎ＝０のものを７０％より多
く含むと、ガラス転移温度が成形のみで１８０℃以上と
ならない場合があり、またポストキュアー後においても
２００℃以上とならない場合がある。
【００２０】式（１）で示されるエポキシ樹脂は軟化点
が５０〜１００℃でエポキシ当量が１００〜４００を有
するものが望ましい。軟化点が５０℃未満では室温で容
易に軟化することから、作業性が悪く取り扱いにくいと
いった不都合がある。また１００℃を超えると軟化点が
高すぎて混練しずらく、均一に分散混合することができ
ず、所定の性能を得ることができない場合が生ずる。
が５０〜１００℃でエポキシ当量が１００〜４００を有
するものが望ましい。軟化点が５０℃未満では室温で容
易に軟化することから、作業性が悪く取り扱いにくいと
いった不都合がある。また１００℃を超えると軟化点が
高すぎて混練しずらく、均一に分散混合することができ
ず、所定の性能を得ることができない場合が生ずる。
【００２１】上記式（１）のエポキシ樹脂としては、具
体的に下記のものを例示することができる。
体的に下記のものを例示することができる。
【００２２】
【化７】
【００２３】本発明においては、上記式（１）のエポキ
シ樹脂に加えて、他のエポキシ樹脂、例えば、ビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、
脂環式エポキシ樹脂、グリシジル型エポキシ樹脂、或は
下記式で示されるエポキシ樹脂を適宜組み合わせても良
い。
シ樹脂に加えて、他のエポキシ樹脂、例えば、ビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、
脂環式エポキシ樹脂、グリシジル型エポキシ樹脂、或は
下記式で示されるエポキシ樹脂を適宜組み合わせても良
い。
【００２４】
【化８】
【００２５】更に、難燃化のためブロム化エポキシ樹脂
を使用することができる。ブロム化エポキシ樹脂として
は次のようなものが挙げられる。
を使用することができる。ブロム化エポキシ樹脂として
は次のようなものが挙げられる。
【００２６】
【化９】
【００２７】なお、式（１）のエポキシ樹脂の含有量
は、全エポキシ樹脂中５０〜１００重量％、より好まし
くは７０〜１００重量％、更に好ましくは８０〜１００
重量％とすることが、本発明の効果を達成する上で好ま
しい。
は、全エポキシ樹脂中５０〜１００重量％、より好まし
くは７０〜１００重量％、更に好ましくは８０〜１００
重量％とすることが、本発明の効果を達成する上で好ま
しい。
【００２８】次に、本発明の第２必須成分はフェノール
樹脂であり、このフェノール樹脂はエポキシ樹脂の硬化
剤として作用するもので、一分子中に二個以上のフェノ
ール性水酸基を有するフェノール樹脂であればいかなる
ものでも使用可能である。例えばフェノールノボラック
樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフタレン環含有の
フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、トリフェ
ノールメタンなどのフェノール性水酸基を２個以上有す
るものが挙げられる。前記フェノール樹脂の中でも軟化
点が６０〜１２０℃を有するものが好ましい。水酸基当
量としては９０〜１５０のものが望ましい。このフェノ
ール樹脂の使用量はエポキシ基と水酸基の当量比が０．
５から２の範囲であれば如何なる量でも良いが、通常エ
ポキシ樹脂１００重量部に対し３０〜１００重量部、好
ましくは４０〜７０重量部である。３０重量部未満では
十分な強度が得られず、一方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。
樹脂であり、このフェノール樹脂はエポキシ樹脂の硬化
剤として作用するもので、一分子中に二個以上のフェノ
ール性水酸基を有するフェノール樹脂であればいかなる
ものでも使用可能である。例えばフェノールノボラック
樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフタレン環含有の
フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、トリフェ
ノールメタンなどのフェノール性水酸基を２個以上有す
るものが挙げられる。前記フェノール樹脂の中でも軟化
点が６０〜１２０℃を有するものが好ましい。水酸基当
量としては９０〜１５０のものが望ましい。このフェノ
ール樹脂の使用量はエポキシ基と水酸基の当量比が０．
５から２の範囲であれば如何なる量でも良いが、通常エ
ポキシ樹脂１００重量部に対し３０〜１００重量部、好
ましくは４０〜７０重量部である。３０重量部未満では
十分な強度が得られず、一方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。
【００２９】本発明の第３必須成分は無機質充填剤であ
る。この無機質充填剤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る。この外にアルミ
ナ、チッ化ケイ素、チッ化アルミなども使用可能であ
る。
る。この無機質充填剤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る。この外にアルミ
ナ、チッ化ケイ素、チッ化アルミなども使用可能であ
る。
【００３０】無機質充填剤の平均粒径としては５〜２０
ミクロンのものが好ましい。本発明組成物の膨張係数は
無機質充填剤の添加量によって影響される。無機質充填
剤の充填量は、上記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との
総量１００重量部に対して３００〜１０００重量部が好
ましく、３００重量部未満では膨張係数が大きくなり、
ＢＧＡパッケージの反りが大きくなるうえに、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
生じる。また、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。
ミクロンのものが好ましい。本発明組成物の膨張係数は
無機質充填剤の添加量によって影響される。無機質充填
剤の充填量は、上記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との
総量１００重量部に対して３００〜１０００重量部が好
ましく、３００重量部未満では膨張係数が大きくなり、
ＢＧＡパッケージの反りが大きくなるうえに、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
生じる。また、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。
【００３１】なお、硬化物の低膨張化と成形性を両立さ
せるためには無機質充填剤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。また、この種の
無機質充填剤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。
せるためには無機質充填剤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。また、この種の
無機質充填剤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。
【００３２】本発明の第４必須成分は硬化促進剤であっ
て、下記構造式（２）のイミダゾール化合物を使用する
もので、かかる構造のイミダゾール化合物を使用するこ
とにより、無機質充填剤の充填量を大幅に向上でき、パ
ッケージの反りも少なく、かつ金線の変形も起こさず、
ソルダーマスクとの接着も優れたエポキシ樹脂組成物を
提供することを可能としたものである。
て、下記構造式（２）のイミダゾール化合物を使用する
もので、かかる構造のイミダゾール化合物を使用するこ
とにより、無機質充填剤の充填量を大幅に向上でき、パ
ッケージの反りも少なく、かつ金線の変形も起こさず、
ソルダーマスクとの接着も優れたエポキシ樹脂組成物を
提供することを可能としたものである。
【００３３】
【化１０】
【００３４】本発明の式（２）のイミダゾール化合物
は、融点が２２３〜２２５℃のものである。この本発明
のイミダゾール化合物の特徴は、融点が非常に高いた
め、組成物の製造工程において全くエポキシ樹脂と硬化
剤の反応が起こらないことから、初期設定通りの溶融粘
度の組成物が得られること、また、成形温度においては
急激に反応が進行し、短時間での硬化が可能であるとい
った長所を持ったものである。
は、融点が２２３〜２２５℃のものである。この本発明
のイミダゾール化合物の特徴は、融点が非常に高いた
め、組成物の製造工程において全くエポキシ樹脂と硬化
剤の反応が起こらないことから、初期設定通りの溶融粘
度の組成物が得られること、また、成形温度においては
急激に反応が進行し、短時間での硬化が可能であるとい
った長所を持ったものである。
【００３５】この式（２）のイミダゾール化合物の使用
量は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂との合計量１０
０重量部に対し０．００１〜１０重量部、好ましくは
０．１〜４重量部である。０．００１重量部未満では短
時間で硬化させることができず、１０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生
じる。
量は、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂との合計量１０
０重量部に対し０．００１〜１０重量部、好ましくは
０．１〜４重量部である。０．００１重量部未満では短
時間で硬化させることができず、１０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生
じる。
【００３６】なお、本発明においては、上記イミダゾー
ルに加えて、他の硬化促進剤、例えばイミダゾール化合
物の誘導体、ホスフィン誘導体、シクロアミジン誘導体
等を併用して使用してもなんら問題はない。
ルに加えて、他の硬化促進剤、例えばイミダゾール化合
物の誘導体、ホスフィン誘導体、シクロアミジン誘導体
等を併用して使用してもなんら問題はない。
【００３７】本発明の組成物には、低応力化のためシリ
コーン系の可とう性付与剤を添加することができる。例
えば、シリコーンゴムパウダー、シリコーンゲル、有機
樹脂とシリコーンポリマーとのブロックポリマーなどを
配合し得、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剤表面を処理しても良い。通常この
種の低応力化剤の使用量は全系の０．５〜１０％、望ま
しくは１〜５％である。０．５％未満では十分な耐衝撃
性を与えず、１０％を超えると機械的強度が不十分とな
る場合がある。
コーン系の可とう性付与剤を添加することができる。例
えば、シリコーンゴムパウダー、シリコーンゲル、有機
樹脂とシリコーンポリマーとのブロックポリマーなどを
配合し得、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剤表面を処理しても良い。通常この
種の低応力化剤の使用量は全系の０．５〜１０％、望ま
しくは１〜５％である。０．５％未満では十分な耐衝撃
性を与えず、１０％を超えると機械的強度が不十分とな
る場合がある。
【００３８】尚、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。
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。
【００３９】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。
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。
【００４０】かくして得られる本発明のエポキシ樹脂組
成物は、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、注型法等を利用
して行うことができる。なお、本発明のエポキシ樹脂組
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。
この場合、特に本発明の組成物は、ＢＧＡパッケージの
ような片面成形の半導体パッケージ用として有効に用い
られる。
成物は、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、注型法等を利用
して行うことができる。なお、本発明のエポキシ樹脂組
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。
この場合、特に本発明の組成物は、ＢＧＡパッケージの
ような片面成形の半導体パッケージ用として有効に用い
られる。
【００４１】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、式
（１）のエポキシ樹脂と式（２）のイミダゾール化合物
とを併用したことにより、式（１）の如き多官能エポキ
シ樹脂を用いても、ゲル化時間を長くすることができ、
ＢＧＡ封止などにおいて金線曲がりの起らないほど粘度
を低く保つことができるもので、機械的強度、ガラス転
移温度が高く、しかも低吸湿性、低線膨張性、高接着性
を有する硬化物を与え、かつ組成物の溶融粘度が低く、
ゲル化時間が長い上、硬化速度が速いものである。従っ
て、本発明の組成物の硬化物で封止された半導体装置は
信頼性の高いものである。
（１）のエポキシ樹脂と式（２）のイミダゾール化合物
とを併用したことにより、式（１）の如き多官能エポキ
シ樹脂を用いても、ゲル化時間を長くすることができ、
ＢＧＡ封止などにおいて金線曲がりの起らないほど粘度
を低く保つことができるもので、機械的強度、ガラス転
移温度が高く、しかも低吸湿性、低線膨張性、高接着性
を有する硬化物を与え、かつ組成物の溶融粘度が低く、
ゲル化時間が長い上、硬化速度が速いものである。従っ
て、本発明の組成物の硬化物で封止された半導体装置は
信頼性の高いものである。
【００４２】
【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、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【００４３】〔実施例、比較例〕表１に示す成分の他
に、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、カーボンブラック１．
０部、カルナバワックス１．５部を加えて得られた配合
物を熱２本ロールで均一に溶融混合して６種のエポキシ
樹脂組成物を得た（実施例１〜３、比較例１〜３）。
に、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、カーボンブラック１．
０部、カルナバワックス１．５部を加えて得られた配合
物を熱２本ロールで均一に溶融混合して６種のエポキシ
樹脂組成物を得た（実施例１〜３、比較例１〜３）。
【００４４】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。
の（イ）〜（ホ）の諸特性を測定した。結果を表１に示
す。
【００４５】（イ）スパイラルフロー及びゲル化時間 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。ゲル化時間は１７５℃
に加熱された熱版を用いて測定した。
ｋｇ／ｃｍ2 の条件で測定した。ゲル化時間は１７５℃
に加熱された熱版を用いて測定した。
【００４６】（ロ）溶融粘度 島津高化式フローテスターを用い、１７５℃で測定し
た。
た。
【００４７】（ハ）機械的強度（曲げ強度、曲げ弾性
率） ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ
2 、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。
率） ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ
2 、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。
【００４８】（ニ）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。
×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。
【００４９】（ホ）パッケージの反り量 １７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2 、成形時間２分の条件でＢ
Ｔレジンを基板としたＢＧＡパッケージ（２０×２０ｍ
ｍ、基板厚み０．２ｍｍ）５個を実施例及び比較例のエ
ポキシ樹脂組成物で封止し、１８０℃で４時間ポストキ
ュアーした。このパッケージを用いて反り量を測定し、
２０ミクロン以上を不良とした。
Ｔレジンを基板としたＢＧＡパッケージ（２０×２０ｍ
ｍ、基板厚み０．２ｍｍ）５個を実施例及び比較例のエ
ポキシ樹脂組成物で封止し、１８０℃で４時間ポストキ
ュアーした。このパッケージを用いて反り量を測定し、
２０ミクロン以上を不良とした。
【００５０】又、同時に成形時における金線の変形量を
測定し、変形率が１５％以上を不良とした。
測定し、変形率が１５％以上を不良とした。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【化１１】
【００５３】
【化１２】
【００５４】臭素化エポキシ樹脂 ＢＲＥＮ−Ｓ（日本化薬（株）製）２ＰＨＺ ２−メチル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール
フロントページの続き (72)発明者 土橋 和夫 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 池田 多春 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）下記構造式（１）で示されるエポ
キシ樹脂 【化１】 （式中、ＯＧはグリシジル基であり、Ｒは水素原子又は
一価炭化水素基を示すが、全Ｒのうち少なくとも１個は
一価炭化水素基である。ｎは０又は１以上の整数であ
る。） （Ｂ）フェノール樹脂 （Ｃ）無機質充填剤 （Ｄ）硬化促進剤として下記構造式（２）で示されるイ
ミダゾール化合物 【化２】 を必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6323584A JPH08157561A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| US08/566,263 US5731370A (en) | 1994-12-01 | 1995-12-01 | Semiconductor encapsulating epoxy resin compositions with 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole curing accelerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6323584A JPH08157561A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08157561A true JPH08157561A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=18156346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6323584A Pending JPH08157561A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5731370A (ja) |
| JP (1) | JPH08157561A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6177490B1 (en) | 1998-01-07 | 2001-01-23 | Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd. | Liquid thermosetting filling composition and method for permanently filling holes in printed circuit board by the use thereof |
| JP2006070197A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Kyocera Chemical Corp | 圧縮成形用樹脂組成物と樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 |
| JP2006282958A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-19 | 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 |
| WO2015146504A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Dic株式会社 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の製造方法、硬化性樹脂組成物、その硬化物、繊維強化複合材料、及び成形品 |
| WO2024128191A1 (ja) * | 2022-12-16 | 2024-06-20 | 株式会社レゾナック | 硬化性樹脂組成物及び電子部品装置 |
| WO2025142654A1 (ja) * | 2023-12-26 | 2025-07-03 | 株式会社レゾナック | 硬化性樹脂組成物及び電子部品装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6361879B1 (en) * | 1998-02-09 | 2002-03-26 | Toray Industries, Inc. | Semiconductor device and method for fabricating it, and semiconductor sealing resin composition |
| CN1262598C (zh) * | 1999-02-25 | 2006-07-05 | 日东电工株式会社 | 用于半导体封铸的树脂组合物、由所述材料获得的半导体设备以及制造半导体设备的方法 |
| TW517263B (en) * | 2000-03-29 | 2003-01-11 | Nitto Denko Corp | Semiconductor device and process for producing the same, and tablet comprising epoxy resin composition |
| US6500891B1 (en) | 2000-05-19 | 2002-12-31 | Loctite Corporation | Low viscosity thermally conductive compositions containing spherical thermally conductive particles |
| EP2070963B1 (en) * | 2006-09-14 | 2013-04-03 | Panasonic Corporation | Epoxy resin composition for printed wiring board, resin composition varnish, prepreg, metal clad laminate, printed wiring board and multilayer printed wiring board |
| JP5255577B2 (ja) * | 2010-01-13 | 2013-08-07 | 古河電気工業株式会社 | 基板および基板の製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617458B2 (ja) * | 1987-03-16 | 1994-03-09 | 信越化学工業株式会社 | エポキシ樹脂組成物 |
| JPH0668091B2 (ja) * | 1987-10-27 | 1994-08-31 | 三菱電機株式会社 | 熱硬化性絶縁樹脂ペースト |
| MY104894A (en) * | 1988-12-08 | 1994-06-30 | Sumitomo Bakelite Co | Epoxy resin composition for semiconductor sealing. |
| JP2948665B2 (ja) * | 1991-01-08 | 1999-09-13 | タカタ株式会社 | 車両用乗員保護装置 |
| JP2570002B2 (ja) * | 1991-05-29 | 1997-01-08 | 信越化学工業株式会社 | フリップチップ用封止材及び半導体装置 |
| US5346743A (en) * | 1992-03-13 | 1994-09-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Resin encapsulation type semiconductor device |
-
1994
- 1994-12-01 JP JP6323584A patent/JPH08157561A/ja active Pending
-
1995
- 1995-12-01 US US08/566,263 patent/US5731370A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6177490B1 (en) | 1998-01-07 | 2001-01-23 | Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd. | Liquid thermosetting filling composition and method for permanently filling holes in printed circuit board by the use thereof |
| JP2006070197A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Kyocera Chemical Corp | 圧縮成形用樹脂組成物と樹脂封止型半導体装置およびその製造方法 |
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| WO2015146504A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Dic株式会社 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の製造方法、硬化性樹脂組成物、その硬化物、繊維強化複合材料、及び成形品 |
| KR20160137993A (ko) * | 2014-03-25 | 2016-12-02 | 디아이씨 가부시끼가이샤 | 에폭시 수지, 에폭시 수지의 제조방법, 경화성 수지 조성물, 그 경화물, 섬유강화 복합재료, 및 성형품 |
| JPWO2015146504A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2017-04-13 | Dic株式会社 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の製造方法、硬化性樹脂組成物、その硬化物、繊維強化複合材料、及び成形品 |
| WO2024128191A1 (ja) * | 2022-12-16 | 2024-06-20 | 株式会社レゾナック | 硬化性樹脂組成物及び電子部品装置 |
| WO2025142654A1 (ja) * | 2023-12-26 | 2025-07-03 | 株式会社レゾナック | 硬化性樹脂組成物及び電子部品装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5731370A (en) | 1998-03-24 |
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