JPH08337634A - エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置Info
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- JPH08337634A JPH08337634A JP14633595A JP14633595A JPH08337634A JP H08337634 A JPH08337634 A JP H08337634A JP 14633595 A JP14633595 A JP 14633595A JP 14633595 A JP14633595 A JP 14633595A JP H08337634 A JPH08337634 A JP H08337634A
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- Japan
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- resin composition
- epoxy resin
- resin
- semiconductor device
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬化物のリ−ドフレ−ムとの密着性が良好な
エポキシ樹脂組成物及びこの樹脂組成物で樹脂封止され
た、耐リフロ−クラック性に優れた樹脂封止型半導体装
置を提供すること。 【構成】 （ａ）ビフェニル型エポキシ樹脂を含むエポ
キシ樹脂組成物と、（ｂ）フェノール樹脂硬化剤と、
（ｃ）メルカプト基を有する化合物と、（ｄ）樹脂組成
物中９０ｗｔ％を超える量の無機充填剤と、（ｅ）硬化
促進剤とを含むエポキシ樹脂組成物及びこの樹脂組成物
の硬化物により半導体チップを封止した樹脂封止型半導
体装置。
エポキシ樹脂組成物及びこの樹脂組成物で樹脂封止され
た、耐リフロ−クラック性に優れた樹脂封止型半導体装
置を提供すること。 【構成】 （ａ）ビフェニル型エポキシ樹脂を含むエポ
キシ樹脂組成物と、（ｂ）フェノール樹脂硬化剤と、
（ｃ）メルカプト基を有する化合物と、（ｄ）樹脂組成
物中９０ｗｔ％を超える量の無機充填剤と、（ｅ）硬化
促進剤とを含むエポキシ樹脂組成物及びこの樹脂組成物
の硬化物により半導体チップを封止した樹脂封止型半導
体装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エポキシ樹脂組成物、
及びその硬化物を用いて半導体チップを封止してなる樹
脂封止型半導体装置に関する。
及びその硬化物を用いて半導体チップを封止してなる樹
脂封止型半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、メモリをはじめとする各種半導体
デバイスが、安価で生産性の高いエポキシ樹脂を主成分
とする樹脂組成物により封止されている。また、最近の
半導体の実装方式は、電子部品の高密度実装化や組立行
程の自動化の要求に応じて、従来の挿入方式に代わって
表面実装方式が主流になってきている。この表面実装方
式の場合、半田浸漬や赤外線リフローなどによる処理が
必要となるが、そのような処理により、パッケージ全体
に高温の熱が加わる。
デバイスが、安価で生産性の高いエポキシ樹脂を主成分
とする樹脂組成物により封止されている。また、最近の
半導体の実装方式は、電子部品の高密度実装化や組立行
程の自動化の要求に応じて、従来の挿入方式に代わって
表面実装方式が主流になってきている。この表面実装方
式の場合、半田浸漬や赤外線リフローなどによる処理が
必要となるが、そのような処理により、パッケージ全体
に高温の熱が加わる。
【０００３】従来の封止樹脂では、そのような熱によっ
て樹脂内部に存在していた水や、封止樹脂とリ−ドフレ
−ムとの界面を通って内部に侵入した水分が急激に気化
することにより、パッケージ内部に高い水蒸気内圧が生
じ、封止樹脂はこれに耐えきれず、クラック破壊を引き
起こしていた。そこで、このような問題を防止するた
め、耐湿性、耐クラック性及び成形性の優れた封止樹脂
の改良が検討され、封止樹脂の主成分であるエポキシ樹
脂、硬化剤、触媒などの樹脂マトリックス成分や、さら
にはフィラーなどに至るまで様々な方向から改良が行わ
れている。
て樹脂内部に存在していた水や、封止樹脂とリ−ドフレ
−ムとの界面を通って内部に侵入した水分が急激に気化
することにより、パッケージ内部に高い水蒸気内圧が生
じ、封止樹脂はこれに耐えきれず、クラック破壊を引き
起こしていた。そこで、このような問題を防止するた
め、耐湿性、耐クラック性及び成形性の優れた封止樹脂
の改良が検討され、封止樹脂の主成分であるエポキシ樹
脂、硬化剤、触媒などの樹脂マトリックス成分や、さら
にはフィラーなどに至るまで様々な方向から改良が行わ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、未だ要
求を満たすような耐湿性、耐クラック性を有する封止樹
脂の開発には至っておらず、さらなる改良を行うことが
課題となっている。本発明は、このような課題を解決す
るためになされたものであり、硬化物のリ−ドフレ−ム
との密着性が良好で、耐湿性に優れたエポキシ樹脂組成
物を提供することを目的とする。
求を満たすような耐湿性、耐クラック性を有する封止樹
脂の開発には至っておらず、さらなる改良を行うことが
課題となっている。本発明は、このような課題を解決す
るためになされたものであり、硬化物のリ−ドフレ−ム
との密着性が良好で、耐湿性に優れたエポキシ樹脂組成
物を提供することを目的とする。
【０００５】本発明の他の目的は、このようなエポキシ
樹脂組成物の硬化物で半導体チップを封止してなる、耐
湿信頼性や耐リフロ−クラック性の優れた樹脂封止型半
導体装置を提供することにある。
樹脂組成物の硬化物で半導体チップを封止してなる、耐
湿信頼性や耐リフロ−クラック性の優れた樹脂封止型半
導体装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明（請求項
１）は、（ａ）下記一般式（１）で表されるビフェニル
型エポキシ樹脂と、（ｂ）硬化剤と、（ｃ）メルカプト
基を有する化合物と、（ｄ）無機質充填剤と、（ｅ）硬
化促進剤とを必須成分として含有し、樹脂組成物中前記
（ｄ）無機充填剤を９０ｗｔ％を越える量含有している
ことを特徴とするエポキシ樹脂組成物を提供する。
１）は、（ａ）下記一般式（１）で表されるビフェニル
型エポキシ樹脂と、（ｂ）硬化剤と、（ｃ）メルカプト
基を有する化合物と、（ｄ）無機質充填剤と、（ｅ）硬
化促進剤とを必須成分として含有し、樹脂組成物中前記
（ｄ）無機充填剤を９０ｗｔ％を越える量含有している
ことを特徴とするエポキシ樹脂組成物を提供する。
【０００７】
【化２】 （式中、Ｒは水素原子またはメチル基を示し、Ｒ1 〜Ｒ
8 はそれぞれ水素原子、メチル基、エチル基、イソプロ
ピル基、フェニル基、クロル原子及びブロム原子からな
る群より選ばれる基を示し、同一でも異なっていてもよ
い。ｎは０〜５の整数を示す。） また、本発明（請求項３）は、上記エポキシ樹脂組成物
の硬化物により半導体チップを封止してなる樹脂封止型
半導体装置を提供する。
8 はそれぞれ水素原子、メチル基、エチル基、イソプロ
ピル基、フェニル基、クロル原子及びブロム原子からな
る群より選ばれる基を示し、同一でも異なっていてもよ
い。ｎは０〜５の整数を示す。） また、本発明（請求項３）は、上記エポキシ樹脂組成物
の硬化物により半導体チップを封止してなる樹脂封止型
半導体装置を提供する。
【０００８】以下、本発明のエポキシ樹脂組成物及び樹
脂封止型半導体装置について、さらに詳細に説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物の（ａ）成分であるエポキ
シ樹脂成分は、上記一般式（１）で表されるビフェニル
型エポキシ樹脂である。このビフェニル型エポキシ樹脂
は、剛直なビフェニル骨格を有するため、樹脂組成物の
溶融粘度を低下させるとともに、樹脂組成物の硬化物の
半導体チップとの密着性を向上させ、かつ樹脂組成物の
硬化物の弾性率を低下させ、更に熱時強度を向上させる
作用を有する。
脂封止型半導体装置について、さらに詳細に説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物の（ａ）成分であるエポキ
シ樹脂成分は、上記一般式（１）で表されるビフェニル
型エポキシ樹脂である。このビフェニル型エポキシ樹脂
は、剛直なビフェニル骨格を有するため、樹脂組成物の
溶融粘度を低下させるとともに、樹脂組成物の硬化物の
半導体チップとの密着性を向上させ、かつ樹脂組成物の
硬化物の弾性率を低下させ、更に熱時強度を向上させる
作用を有する。
【０００９】本発明のエポキシ樹脂組成物では、一般式
（１）で表されるエポキシ樹脂とともに他のエポキシ樹
脂を併用することが出来る。併用可能な他のエポキシ樹
脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するもので
あれば特に限定されない。これらのエポキシ樹脂を具体
的に例示すると、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール
タイプのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ
のノボラック型エポキシ樹脂、フェノールまたはアルキ
ルフェノールとヒドロキシベンズアルデヒドとの縮合物
をエポキシ化して得られるトリス（ヒドロキシフェニ
ル）アルカンのエポキシ化物、テトラ（ヒドロキシフェ
ニル）アルカンのエポキシ化物、２，２′，４，４′−
テトラグリシドキシベンゾフェノン、パラアミノフェノ
ールのトリグリシジルエーテル、ポリアリルグリシジル
エーテル、１，３，５−トリグリシジルエーテルベンゼ
ン、フェノールアラルキル樹脂のグリシジルエーテルな
どが挙げられる。これらのうち１種または２種以上を用
いることができる。
（１）で表されるエポキシ樹脂とともに他のエポキシ樹
脂を併用することが出来る。併用可能な他のエポキシ樹
脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するもので
あれば特に限定されない。これらのエポキシ樹脂を具体
的に例示すると、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール
タイプのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ
のノボラック型エポキシ樹脂、フェノールまたはアルキ
ルフェノールとヒドロキシベンズアルデヒドとの縮合物
をエポキシ化して得られるトリス（ヒドロキシフェニ
ル）アルカンのエポキシ化物、テトラ（ヒドロキシフェ
ニル）アルカンのエポキシ化物、２，２′，４，４′−
テトラグリシドキシベンゾフェノン、パラアミノフェノ
ールのトリグリシジルエーテル、ポリアリルグリシジル
エーテル、１，３，５−トリグリシジルエーテルベンゼ
ン、フェノールアラルキル樹脂のグリシジルエーテルな
どが挙げられる。これらのうち１種または２種以上を用
いることができる。
【００１０】本発明のエポキシ樹脂組成物の（ｂ）成分
である硬化剤としては、アミン系硬化剤やフェノール樹
脂を使用することが出来、特にフェノール樹脂が好まし
い。フェノール樹脂は、一般にエポキシ樹脂の硬化剤と
して用いられるものであれば、特に限定されない。たと
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、ノニルフェノールノボラック樹脂、ビスフェノ
ールＦ型ノボラック樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラッ
ク樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、ナフトール系ノ
ボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂；ポリ
パラオキシスチレン；２，２′−ジメトキシ−ｐ−キシ
レンとフェノールモノマーとの縮合重合化合物のフェノ
ールアラルキル樹脂；ジシクロペンタジエン・フェノー
ル重合体などが挙げられる。これらのフェノール樹脂の
１種または２種以上を用いることが出来る。
である硬化剤としては、アミン系硬化剤やフェノール樹
脂を使用することが出来、特にフェノール樹脂が好まし
い。フェノール樹脂は、一般にエポキシ樹脂の硬化剤と
して用いられるものであれば、特に限定されない。たと
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、ノニルフェノールノボラック樹脂、ビスフェノ
ールＦ型ノボラック樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラッ
ク樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、ナフトール系ノ
ボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂；ポリ
パラオキシスチレン；２，２′−ジメトキシ−ｐ−キシ
レンとフェノールモノマーとの縮合重合化合物のフェノ
ールアラルキル樹脂；ジシクロペンタジエン・フェノー
ル重合体などが挙げられる。これらのフェノール樹脂の
１種または２種以上を用いることが出来る。
【００１１】本発明のエポキシ樹脂組成物において、エ
ポキシ樹脂成分と硬化剤であるフェノール樹脂成分との
配合比は、フェノール樹脂のフェノール性水酸基数とエ
ポキシ樹脂のエポキシ基数との比（フェノール性水酸基
数／エポキシ基数）が０．５〜１．５の範囲となるよう
に調整することが望ましい。この値が０．５未満では硬
化反応が十分に起こりにくくなり、一方１．５を越える
と硬化の特性、特に耐湿性が劣化しやすくなる。
ポキシ樹脂成分と硬化剤であるフェノール樹脂成分との
配合比は、フェノール樹脂のフェノール性水酸基数とエ
ポキシ樹脂のエポキシ基数との比（フェノール性水酸基
数／エポキシ基数）が０．５〜１．５の範囲となるよう
に調整することが望ましい。この値が０．５未満では硬
化反応が十分に起こりにくくなり、一方１．５を越える
と硬化の特性、特に耐湿性が劣化しやすくなる。
【００１２】本発明のエポキシ樹脂組成物の（ｃ）成分
であるメルカプト基を有する化合物としては、例えば、
γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシランなどのシランカ
ップリング剤；２−メルカプトチアゾール、２−メルカ
プト−４−フェニル−５−アリルチアゾール、２−メル
カプト−４−エチル−５−プロピルチアゾール、２−メ
ルカプト−４，５−ジブチルチアゾール、２−メルカプ
ト−４−クメニル−５−メチルチアゾール、２−メルカ
プト−４，５−ヘキサメチレンチアゾール、２−メルカ
プト−４，５−（３−エチルテトラメチレン）チアゾー
ル、２−メルカプト−４，５−プロペニレンチアゾー
ル、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプト
−４−メチル−ベンゾチアゾール、２−メルカプト−７
−ペンチルベンゾチアゾール、２−メルカプト−４−プ
ロピル−７−ｔ−ブチルベンゾチアゾール、２−メルカ
プト−５，６−ジブチルベンゾチアゾールなどのチアゾ
ール化合物；下記一般式（２）で示されるメルカプト基
を有するオルガノポリシロキサン；２−アミノ−４，６
−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−エチルアミノ−
４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−ブチルアミ
ノ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−ドデシ
ルアミノ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−
ジエチルアミノ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジ
ン、２−ジブチルアミノ−４，６−ジチオール−Ｓ−ト
リアジン、２−ジメチルアミノ−４，６−ジチオール−
Ｓ−トリアジン、２−ベンジルアミノ−４，６−ジチオ
ール−Ｓ−トリアジン、２−フェニルアミノ−４，６−
ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−ジフェニルアミノ−
４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−ナフチルア
ミノ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−シク
ロヘキシルアミノ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジ
ン、２−エトキシ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジ
ン、２−フェノキシ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリア
ジンなどのトリアジンチオール化合物；ペンタエリスリ
トールテトラチオグリコレート、ヘキサントリオールト
リチオグリコレート、ヘキサントリオールトリメルカプ
トブチレート、ペンタエリスリトールテトラメルカプト
プロプリオネートなどが挙げられる。
であるメルカプト基を有する化合物としては、例えば、
γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシランなどのシランカ
ップリング剤；２−メルカプトチアゾール、２−メルカ
プト−４−フェニル−５−アリルチアゾール、２−メル
カプト−４−エチル−５−プロピルチアゾール、２−メ
ルカプト−４，５−ジブチルチアゾール、２−メルカプ
ト−４−クメニル−５−メチルチアゾール、２−メルカ
プト−４，５−ヘキサメチレンチアゾール、２−メルカ
プト−４，５−（３−エチルテトラメチレン）チアゾー
ル、２−メルカプト−４，５−プロペニレンチアゾー
ル、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプト
−４−メチル−ベンゾチアゾール、２−メルカプト−７
−ペンチルベンゾチアゾール、２−メルカプト−４−プ
ロピル−７−ｔ−ブチルベンゾチアゾール、２−メルカ
プト−５，６−ジブチルベンゾチアゾールなどのチアゾ
ール化合物；下記一般式（２）で示されるメルカプト基
を有するオルガノポリシロキサン；２−アミノ−４，６
−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−エチルアミノ−
４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−ブチルアミ
ノ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−ドデシ
ルアミノ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−
ジエチルアミノ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジ
ン、２−ジブチルアミノ−４，６−ジチオール−Ｓ−ト
リアジン、２−ジメチルアミノ−４，６−ジチオール−
Ｓ−トリアジン、２−ベンジルアミノ−４，６−ジチオ
ール−Ｓ−トリアジン、２−フェニルアミノ−４，６−
ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−ジフェニルアミノ−
４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−ナフチルア
ミノ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジン、２−シク
ロヘキシルアミノ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジ
ン、２−エトキシ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリアジ
ン、２−フェノキシ−４，６−ジチオール−Ｓ−トリア
ジンなどのトリアジンチオール化合物；ペンタエリスリ
トールテトラチオグリコレート、ヘキサントリオールト
リチオグリコレート、ヘキサントリオールトリメルカプ
トブチレート、ペンタエリスリトールテトラメルカプト
プロプリオネートなどが挙げられる。
【００１３】
【化３】 （式中、Ｒは１価の有機基であり、相互に同じであって
も異なっていてもよい。ただし、１分子中において、Ｒ
のうちの少なくとも２個はメルカプト基置換有機基であ
る。ｎは０〜３００の整数である。） 本発明において、メルカプト基を有する化合物は、樹脂
組成物の硬化物とリードフレームとの密着性を向上さ
せ、ひいては樹脂組成物の硬化物で半導体チップを封止
してなる半導体装置の耐湿信頼性、耐リフロークラック
性を改善させる役割を果たす。特に、メルカプト基を有
する化合物は、樹脂組成物の硬化物と銀との密着性を向
上させるため、銀を含むリードフレームを用いたとき
に、半導体装置の信頼性が向上する。
も異なっていてもよい。ただし、１分子中において、Ｒ
のうちの少なくとも２個はメルカプト基置換有機基であ
る。ｎは０〜３００の整数である。） 本発明において、メルカプト基を有する化合物は、樹脂
組成物の硬化物とリードフレームとの密着性を向上さ
せ、ひいては樹脂組成物の硬化物で半導体チップを封止
してなる半導体装置の耐湿信頼性、耐リフロークラック
性を改善させる役割を果たす。特に、メルカプト基を有
する化合物は、樹脂組成物の硬化物と銀との密着性を向
上させるため、銀を含むリードフレームを用いたとき
に、半導体装置の信頼性が向上する。
【００１４】ここで、メルカプト基を有する化合物は、
樹脂組成物全体中０．０５〜０．６ｗｔ％含有されるこ
とが好ましい。これは、０．０５ｗｔ％未満では、樹脂
組成物の硬化物とリードフレームとの密着性の向上が小
さく、逆に０．６ｗｔ％を越えると、樹脂組成物の吸湿
性が大きくなり、半導体装置の耐湿信頼性がかえって悪
くなるおそれがあるためである。
樹脂組成物全体中０．０５〜０．６ｗｔ％含有されるこ
とが好ましい。これは、０．０５ｗｔ％未満では、樹脂
組成物の硬化物とリードフレームとの密着性の向上が小
さく、逆に０．６ｗｔ％を越えると、樹脂組成物の吸湿
性が大きくなり、半導体装置の耐湿信頼性がかえって悪
くなるおそれがあるためである。
【００１５】本発明のエポキシ樹脂組成物の（ｄ）成分
である無機質充填剤としては、溶融シリカ、結晶性シリ
カ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウムなどを用
いることができる。本発明では、（ｃ）成分の含有量を
０．０５〜０．６ｗｔ％に設定したうえで、樹脂組成物
中９０ｗｔ％を越える（ｄ）成分を含有させることによ
り、樹脂組成物の硬化物とリードフレームとの密着性が
良くなり、半導体装置の耐湿信頼性、耐リフロークラッ
ク性を改善することが出来る。
である無機質充填剤としては、溶融シリカ、結晶性シリ
カ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウムなどを用
いることができる。本発明では、（ｃ）成分の含有量を
０．０５〜０．６ｗｔ％に設定したうえで、樹脂組成物
中９０ｗｔ％を越える（ｄ）成分を含有させることによ
り、樹脂組成物の硬化物とリードフレームとの密着性が
良くなり、半導体装置の耐湿信頼性、耐リフロークラッ
ク性を改善することが出来る。
【００１６】また、（ｄ）成分を樹脂組成物の９０ｗｔ
％よりも多く含有させると、樹脂組成物の難燃性が向上
するとともに、樹脂組成物とチップあるいはダイパッド
との熱膨張係数の差が小さくなり、耐リフロークラック
性が向上する。なお（ｄ）成分である無機質充填剤の上
限は、成形性の観点から９５ｗｔ％に設定されることが
好ましい。
％よりも多く含有させると、樹脂組成物の難燃性が向上
するとともに、樹脂組成物とチップあるいはダイパッド
との熱膨張係数の差が小さくなり、耐リフロークラック
性が向上する。なお（ｄ）成分である無機質充填剤の上
限は、成形性の観点から９５ｗｔ％に設定されることが
好ましい。
【００１７】本発明のエポキシ樹脂組成物の（ｅ）成分
である硬化促進剤としては、アミン系、リン系、ホウ素
系、リンホウ素系等の硬化促進剤を用いることができ
る。このうち、特にリン系の硬化促進剤、例えば有機ホ
スフィンなどの有機リン化合物を用いたときに、半導体
装置の耐湿信頼性、耐リフロークラックに優れた結果が
得られる。硬化促進剤の配合割合は、エポキシ樹脂や硬
化剤としてのフェノ−ル樹脂など樹脂成分の合計量に対
し、樹脂成分全体の０．０５〜１０ｗｔ％であることが
好ましい。
である硬化促進剤としては、アミン系、リン系、ホウ素
系、リンホウ素系等の硬化促進剤を用いることができ
る。このうち、特にリン系の硬化促進剤、例えば有機ホ
スフィンなどの有機リン化合物を用いたときに、半導体
装置の耐湿信頼性、耐リフロークラックに優れた結果が
得られる。硬化促進剤の配合割合は、エポキシ樹脂や硬
化剤としてのフェノ−ル樹脂など樹脂成分の合計量に対
し、樹脂成分全体の０．０５〜１０ｗｔ％であることが
好ましい。
【００１８】本発明のエポキシ樹脂組成物を構成する成
分としては、上記必須成分のほかにも、天然ワックス
類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸やその金属塩、酸アミ
ド類、エステル類、パラフィン類などの離型剤；カーボ
ンブラック、二酸化チタンなどの顔料；シランカップリ
ング剤などのフィラー表面処理剤；シリコンオイル、シ
リコンゲル、シリコンゴム、ＡＢＳ樹脂やＭＢＳ樹脂の
粉末、各種プラスチック粉末などの変性剤；三酸化アン
チモンなどの難燃助剤などを適宜添加することが出来
る。
分としては、上記必須成分のほかにも、天然ワックス
類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸やその金属塩、酸アミ
ド類、エステル類、パラフィン類などの離型剤；カーボ
ンブラック、二酸化チタンなどの顔料；シランカップリ
ング剤などのフィラー表面処理剤；シリコンオイル、シ
リコンゲル、シリコンゴム、ＡＢＳ樹脂やＭＢＳ樹脂の
粉末、各種プラスチック粉末などの変性剤；三酸化アン
チモンなどの難燃助剤などを適宜添加することが出来
る。
【００１９】また、上記添加物のうち変性剤の添加方法
は、たとえば、樹脂成分または充填剤成分に未硬化の変
性剤を添加して攪拌する、いわゆるインテグラルブレン
ド法でもよいが、加熱溶融し、樹脂組成物の構成成分に
変性剤を添加した後、攪拌・混合する方法が望ましい。
は、たとえば、樹脂成分または充填剤成分に未硬化の変
性剤を添加して攪拌する、いわゆるインテグラルブレン
ド法でもよいが、加熱溶融し、樹脂組成物の構成成分に
変性剤を添加した後、攪拌・混合する方法が望ましい。
【００２０】本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて半導
体チップを封止する場合、半導体チップが搭載されるリ
ードフレームに銀を含むとき、特に耐湿信頼性にすぐれ
た樹脂封止型半導体装置が得られる。銀を含むリードフ
レームとしては、全体が銀であっても良いし、銀以外の
フレーム本体に銀メッキを施したものでも良い。
体チップを封止する場合、半導体チップが搭載されるリ
ードフレームに銀を含むとき、特に耐湿信頼性にすぐれ
た樹脂封止型半導体装置が得られる。銀を含むリードフ
レームとしては、全体が銀であっても良いし、銀以外の
フレーム本体に銀メッキを施したものでも良い。
【００２１】本発明のエポキシ樹脂組成物は、前述した
各成分を加熱ロール、ニーダーまたは押出機によって溶
融混練したり、微粉砕可能な特殊混合機によって混合し
たり、これらの各方法を適宜組合わせて容易に製造する
ことができる。
各成分を加熱ロール、ニーダーまたは押出機によって溶
融混練したり、微粉砕可能な特殊混合機によって混合し
たり、これらの各方法を適宜組合わせて容易に製造する
ことができる。
【００２２】本発明の樹脂封止型半導体装置は、前述し
たエポキシ樹脂組成物とリードフレームを用い、常法に
よって半導体チップを樹脂封止することにより、容易に
製造することができる。樹脂封止の一般的な方法は、低
圧トランスファー成形であるが、インジェクション成
形、圧縮成形、注型などの方法も用いることができる。
また、エポキシ樹脂組成物により半導体チップを樹脂封
止する際、１７５℃以上でアフターキュアすることが望
ましい。なお、本発明において樹脂封止される半導体チ
ップの種類は特に限定されず、どのようなものをも使用
することが出来る。
たエポキシ樹脂組成物とリードフレームを用い、常法に
よって半導体チップを樹脂封止することにより、容易に
製造することができる。樹脂封止の一般的な方法は、低
圧トランスファー成形であるが、インジェクション成
形、圧縮成形、注型などの方法も用いることができる。
また、エポキシ樹脂組成物により半導体チップを樹脂封
止する際、１７５℃以上でアフターキュアすることが望
ましい。なお、本発明において樹脂封止される半導体チ
ップの種類は特に限定されず、どのようなものをも使用
することが出来る。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の種々の実施例と比較例を示
し、本発明についてさらに詳細に説明する。 実施例１〜６及び比較例１〜４、参考例１，２ 原料として、以下に示す各成分を用いた。
し、本発明についてさらに詳細に説明する。 実施例１〜６及び比較例１〜４、参考例１，２ 原料として、以下に示す各成分を用いた。
【００２４】エポキシ樹脂Ａ：ビスヒドロキシビフェニ
ル系エポキシ樹脂（ＹＸ−４０００Ｈ、油化シェルエポ
キシ製、当量１９３） エポキシ樹脂Ｂ：オルソクレゾール型ノボラックエポキ
シ樹脂（ＥＳＣＮ−１９５ＸＬ、住友化学製、当量１９
７） 硬化剤Ａ：フェノールアラルキル樹脂（ＭＥＨ−７８０
０ＬＬ、明和化成製、当量１７５） 硬化剤Ｂ：フェノールノボラック樹脂（ＢＲＧ−５５
７、昭和高分子製、当量１０４） 硬化促進剤Ａ：トリフェニルホスフィン 硬化促進剤Ｂ：ベンジルジメチルアミン メルカプタンＡ：γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン メルカプタンＢ：２−メルカプトベンゾチアゾール カップリング剤：γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン 離型剤：エステル系ワックス 添加剤：両末端アミノポリシロキサン（Ｘ−２２−１６
１Ａ，信越化学工業製） 顔料：カーボンブラック 無機充填剤：溶融シリカ粉末 これらの成分が下記第１表に示す割合で配合されたエポ
キシ樹脂組成物を、以下のようにして調製した（表中の
配合量は重量部を示す）。まず、ヘンシェルミキサー中
で充填剤をシランカップリング剤で表面処理し、次い
で、これに他の成分を混合して６０〜１３０℃の加熱ロ
ールで混練し、冷却した後、粉砕することによりエポキ
シ樹脂組成物を得た。
ル系エポキシ樹脂（ＹＸ−４０００Ｈ、油化シェルエポ
キシ製、当量１９３） エポキシ樹脂Ｂ：オルソクレゾール型ノボラックエポキ
シ樹脂（ＥＳＣＮ−１９５ＸＬ、住友化学製、当量１９
７） 硬化剤Ａ：フェノールアラルキル樹脂（ＭＥＨ−７８０
０ＬＬ、明和化成製、当量１７５） 硬化剤Ｂ：フェノールノボラック樹脂（ＢＲＧ−５５
７、昭和高分子製、当量１０４） 硬化促進剤Ａ：トリフェニルホスフィン 硬化促進剤Ｂ：ベンジルジメチルアミン メルカプタンＡ：γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン メルカプタンＢ：２−メルカプトベンゾチアゾール カップリング剤：γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン 離型剤：エステル系ワックス 添加剤：両末端アミノポリシロキサン（Ｘ−２２−１６
１Ａ，信越化学工業製） 顔料：カーボンブラック 無機充填剤：溶融シリカ粉末 これらの成分が下記第１表に示す割合で配合されたエポ
キシ樹脂組成物を、以下のようにして調製した（表中の
配合量は重量部を示す）。まず、ヘンシェルミキサー中
で充填剤をシランカップリング剤で表面処理し、次い
で、これに他の成分を混合して６０〜１３０℃の加熱ロ
ールで混練し、冷却した後、粉砕することによりエポキ
シ樹脂組成物を得た。
【００２５】
【表１】
【００２６】次に、これらの実施例１〜６及び比較例１
〜４、参考例１，２のエポキシ樹脂組成物を用い、以下
の評価試験を行った。 （１）剪断密着強度 各エポキシ樹脂組成物を、０．３ｍｍ厚の４２アロイま
たは４２アロイに銀メッキを施した板の上に１８０℃、
１分の条件で２ｍｍの立方体状にトランスファー成形し
た。この試験片を用いて、樹脂組成物と４２アロイ、樹
脂組成物と銀メッキとの剪断密着強度を測定した。
〜４、参考例１，２のエポキシ樹脂組成物を用い、以下
の評価試験を行った。 （１）剪断密着強度 各エポキシ樹脂組成物を、０．３ｍｍ厚の４２アロイま
たは４２アロイに銀メッキを施した板の上に１８０℃、
１分の条件で２ｍｍの立方体状にトランスファー成形し
た。この試験片を用いて、樹脂組成物と４２アロイ、樹
脂組成物と銀メッキとの剪断密着強度を測定した。
【００２７】（２）耐湿信頼性 各エポキシ樹脂組成物を用いて、リードフレームに搭載
された試験用半導体デバイスを封止した後、１８０℃で
４時間アフターキュアを行った。リードフレームとして
は、４２アロイからなるもの（第１表で銀メッキなしの
リードフレーム）と、４２アロイのフレームのインナー
リード部を銀メッキしたもの（第１表で銀メッキありの
リードフレーム）を用いた。
された試験用半導体デバイスを封止した後、１８０℃で
４時間アフターキュアを行った。リードフレームとして
は、４２アロイからなるもの（第１表で銀メッキなしの
リードフレーム）と、４２アロイのフレームのインナー
リード部を銀メッキしたもの（第１表で銀メッキありの
リードフレーム）を用いた。
【００２８】次に、このようにして得たパッケージを８
５℃、相対湿度８５％の雰囲気中に７２時間放置して吸
湿処理を行った後、これを２１５℃のフロロカーボン蒸
気中に１分間さらした。この時点でパッケージのクラッ
ク発生率を調べた。さらに、このパッケージを１２７℃
の飽和水蒸気雰囲気中に放置し、不良（リーク不良、オ
ープン不良）の発生率を調べた。
５℃、相対湿度８５％の雰囲気中に７２時間放置して吸
湿処理を行った後、これを２１５℃のフロロカーボン蒸
気中に１分間さらした。この時点でパッケージのクラッ
ク発生率を調べた。さらに、このパッケージを１２７℃
の飽和水蒸気雰囲気中に放置し、不良（リーク不良、オ
ープン不良）の発生率を調べた。
【００２９】（３）耐熱衝撃性 各エポキシ樹脂組成物を用い、大型の耐熱衝撃性試験用
の半導体チップ（８ｍｍ×８ｍｍ）を封止したのち、１
８０℃で４時間アフターキュアを行った。ついで、この
パッケージについて、−６５℃（３０分）→室温（５
分）→１５０℃（３０分）→室温（５分）を１サイクル
とする冷熱サイクルを５０〜４００サイクル繰り返し、
デバイスの動作特性チェックにより不良発生率を調べ
た。これらの結果を下記第２表にまとめて示す。
の半導体チップ（８ｍｍ×８ｍｍ）を封止したのち、１
８０℃で４時間アフターキュアを行った。ついで、この
パッケージについて、−６５℃（３０分）→室温（５
分）→１５０℃（３０分）→室温（５分）を１サイクル
とする冷熱サイクルを５０〜４００サイクル繰り返し、
デバイスの動作特性チェックにより不良発生率を調べ
た。これらの結果を下記第２表にまとめて示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】上記第２表に示されるように、実施例１〜
６及び参考例１，２では、いずれもエポキシ樹脂組成物
の硬化物と４２アロイ及び銀との密着性に優れているこ
とが確認された。しかも、実施例１〜６においては、エ
ポキシ樹脂組成物で樹脂封止された半導体装置の耐湿信
頼性が良好であり、更に、冷熱試験によっても信頼性が
損なわれないことがわかる。
６及び参考例１，２では、いずれもエポキシ樹脂組成物
の硬化物と４２アロイ及び銀との密着性に優れているこ
とが確認された。しかも、実施例１〜６においては、エ
ポキシ樹脂組成物で樹脂封止された半導体装置の耐湿信
頼性が良好であり、更に、冷熱試験によっても信頼性が
損なわれないことがわかる。
【００３２】これに対し、無機充填剤の量が少ないエポ
キシ樹脂組成物（比較例１及び２）、エポキシ樹脂が本
発明の範囲外のエポキシ樹脂組成物（比較例３）、及び
メルカプト化合物を有する化合物を含まないエポキシ樹
脂組成物（比較例４）は、いずれも硬化物と４２アロイ
及び銀との密着性が劣っており、また、半導体装置の耐
湿信頼性が不良であり、更に冷熱試験の結果も不良であ
った。
キシ樹脂組成物（比較例１及び２）、エポキシ樹脂が本
発明の範囲外のエポキシ樹脂組成物（比較例３）、及び
メルカプト化合物を有する化合物を含まないエポキシ樹
脂組成物（比較例４）は、いずれも硬化物と４２アロイ
及び銀との密着性が劣っており、また、半導体装置の耐
湿信頼性が不良であり、更に冷熱試験の結果も不良であ
った。
【００３３】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
硬化物のリ−ドフレ−ムに対する密着性が良好な半導体
封止用エポキシ樹脂組成物が提供される。また、このよ
うなエポキシ樹脂組成物を用いて半導体チップを封止す
ることにより、安定した特性を有する樹脂封止型半導体
装置を得ることが可能であり、特に、エポキシ樹脂組成
物の硬化促進剤として有機リン化合物を用いることによ
り、耐リフロークラック性及び耐湿信頼性が著しく優れ
た樹脂封止型半導体装置を得ることが出来る。
硬化物のリ−ドフレ−ムに対する密着性が良好な半導体
封止用エポキシ樹脂組成物が提供される。また、このよ
うなエポキシ樹脂組成物を用いて半導体チップを封止す
ることにより、安定した特性を有する樹脂封止型半導体
装置を得ることが可能であり、特に、エポキシ樹脂組成
物の硬化促進剤として有機リン化合物を用いることによ
り、耐リフロークラック性及び耐湿信頼性が著しく優れ
た樹脂封止型半導体装置を得ることが出来る。
Claims (4)
- 【請求項１】 （ａ）下記一般式（１）で表されるビフ
ェニル型エポキシ樹脂と、 （ｂ）硬化剤と、 （ｃ）メルカプト基を有する化合物と、 （ｄ）無機質充填剤と、 （ｅ）硬化促進剤とを必須成分として含有し、樹脂組成
物中前記（ｄ）無機充填剤を９０ｗｔ％を越える量含有
していることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 【化１】 （式中、Ｒは水素原子またはメチル基を示し、Ｒ1 〜Ｒ
8 はそれぞれ水素原子、メチル基、エチル基、イソプロ
ピル基、フェニル基、クロル原子及びブロム原子からな
る群より選ばれる基を示し、同一でも異なっていてもよ
い。ｎは０〜５の整数を示す。） - 【請求項２】 前記（ｅ）成分である硬化促進剤は、有
機リン化合物であることを特徴とする請求項１に記載の
エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のエポキシ樹脂組
成物の硬化物により半導体チップを封止してなる樹脂封
止型半導体装置。 - 【請求項４】 銀を含むリードフレームに搭載された半
導体チップを、請求項１又は２に記載のエポキシ樹脂組
成物の硬化物により封止してなる樹脂封止型半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14633595A JP3581192B2 (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14633595A JP3581192B2 (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08337634A true JPH08337634A (ja) | 1996-12-24 |
| JP3581192B2 JP3581192B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=15405370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14633595A Expired - Fee Related JP3581192B2 (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3581192B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1180660A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-03-26 | Oiles Ind Co Ltd | 潤滑塗料 |
| JP2002105288A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-10 | Toray Ind Inc | エポキシ系樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002275246A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Toray Ind Inc | エポキシ系樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2002275247A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Toray Ind Inc | エポキシ系樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2005132893A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2010018712A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Nitto Denko Corp | 電子部品封止用樹脂組成物およびそれを用いた電子部品装置 |
-
1995
- 1995-06-13 JP JP14633595A patent/JP3581192B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1180660A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-03-26 | Oiles Ind Co Ltd | 潤滑塗料 |
| JP2002105288A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-10 | Toray Ind Inc | エポキシ系樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002275246A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Toray Ind Inc | エポキシ系樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2002275247A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Toray Ind Inc | エポキシ系樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2005132893A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2010018712A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Nitto Denko Corp | 電子部品封止用樹脂組成物およびそれを用いた電子部品装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3581192B2 (ja) | 2004-10-27 |
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