JPH0995522A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物Info
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Landscapes
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- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板実装時における半導体パッケージの耐半
田ストレス性を著しく向上させた半導体封止用エポキシ
樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 エポキシ基を2個以上有する芳香族化合
物、式(1)で示されるジヒドロキシベンゼン樹脂硬化
剤を総樹脂硬化剤量に対して30〜100重量%含む樹
脂硬化剤、無機充填材及び硬化促進剤を必須成分とする
半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化1】
田ストレス性を著しく向上させた半導体封止用エポキシ
樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 エポキシ基を2個以上有する芳香族化合
物、式(1)で示されるジヒドロキシベンゼン樹脂硬化
剤を総樹脂硬化剤量に対して30〜100重量%含む樹
脂硬化剤、無機充填材及び硬化促進剤を必須成分とする
半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化1】
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイスの表
面実装化における耐半田ストレス性に優れた半導体封止
用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
面実装化における耐半田ストレス性に優れた半導体封止
用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスタ、集積
回路等の電子部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特
に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れたオルソクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂をフェノールノボラック樹
脂で硬化させ、充填材として溶融シリカ、結晶シリカ等
の無機充填材を配合したエポキシ樹脂組成物が用いられ
ている。ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチッ
プがだんだん大型化し、かつパッケージは従来のDIP
タイプから表面実装化された小型、薄型のQFP、SO
P、SOJ、TSOP、TQFP、PLCCに変わって
きている。即ち大型チップを小型で薄いパッケージに封
入することになり、熱応力によりクラックが発生し、こ
れらのクラックによる耐湿性の低下等の問題が大きくク
ローズアップされている。特に半田付けの工程において
急激に200℃以上の高温にさらされることによりパッ
ケージの割れや樹脂とチップの剥離により耐湿性が劣化
してしまうといった問題点がでてきている。従って、こ
れらの大型チップを封止するのに適した信頼性の高い半
導体封止用樹脂組成物の開発が望まれている。
回路等の電子部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特
に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れたオルソクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂をフェノールノボラック樹
脂で硬化させ、充填材として溶融シリカ、結晶シリカ等
の無機充填材を配合したエポキシ樹脂組成物が用いられ
ている。ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチッ
プがだんだん大型化し、かつパッケージは従来のDIP
タイプから表面実装化された小型、薄型のQFP、SO
P、SOJ、TSOP、TQFP、PLCCに変わって
きている。即ち大型チップを小型で薄いパッケージに封
入することになり、熱応力によりクラックが発生し、こ
れらのクラックによる耐湿性の低下等の問題が大きくク
ローズアップされている。特に半田付けの工程において
急激に200℃以上の高温にさらされることによりパッ
ケージの割れや樹脂とチップの剥離により耐湿性が劣化
してしまうといった問題点がでてきている。従って、こ
れらの大型チップを封止するのに適した信頼性の高い半
導体封止用樹脂組成物の開発が望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な問
題点に対して、樹脂硬化剤として式(1)で示されるジ
ヒドロキシベンゼン樹脂硬化剤を用いることにより、基
板実装時における半導体パッケージの耐半田ストレス性
を著しく向上させた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
提供するところにある。
題点に対して、樹脂硬化剤として式(1)で示されるジ
ヒドロキシベンゼン樹脂硬化剤を用いることにより、基
板実装時における半導体パッケージの耐半田ストレス性
を著しく向上させた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
提供するところにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)エポキ
シ基を2個以上有する芳香族化合物、(B)下記式
(1)で示されるジヒドロキシベンゼン樹脂硬化剤を総
樹脂硬化剤量に対して30〜100重量%含む樹脂硬化
剤、(C)無機充填材及び(D)硬化促進剤を必須成分
とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物であり、従来の
エポキシ樹脂組成物に比べ優れた信頼性として耐半田ク
ラック性と半田処理後の耐湿性を有するものである。
シ基を2個以上有する芳香族化合物、(B)下記式
(1)で示されるジヒドロキシベンゼン樹脂硬化剤を総
樹脂硬化剤量に対して30〜100重量%含む樹脂硬化
剤、(C)無機充填材及び(D)硬化促進剤を必須成分
とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物であり、従来の
エポキシ樹脂組成物に比べ優れた信頼性として耐半田ク
ラック性と半田処理後の耐湿性を有するものである。
【0005】
【化2】 (n=0〜20)
【0006】
【発明の実施の形態】本発明で用いるエポキシ基を2個
以上有する芳香族化合物とは、例えばビフェニル型エポ
キシ化合物、ビスフェノール型エポキシ化合物、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、トリフェノールメタン型エポキシ化合
物、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ化合
物等のことを言う。特にエポキシ樹脂組成物としての無
機充填材量を80〜90重量%を設定する場合、ビフェ
ニル型エポキシ化合物やビスフェノール型エポキシ化合
物等の比較的低分子のものを用いた方が溶融粘度の設定
上好ましい。
以上有する芳香族化合物とは、例えばビフェニル型エポ
キシ化合物、ビスフェノール型エポキシ化合物、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、トリフェノールメタン型エポキシ化合
物、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ化合
物等のことを言う。特にエポキシ樹脂組成物としての無
機充填材量を80〜90重量%を設定する場合、ビフェ
ニル型エポキシ化合物やビスフェノール型エポキシ化合
物等の比較的低分子のものを用いた方が溶融粘度の設定
上好ましい。
【0007】式(1)の分子構造で示されるジヒドロキ
シ樹脂硬化剤は、ジヒドロキシベンゼンとキシレン類を
重付加させることにより得られる樹脂硬化剤で、従来の
フェノールノボラック樹脂に比べ、ジヒドロキシベンゼ
ンを用いる効果としてゴム領域における高温時の強度が
向上する。また、分子構造内のキシリレン構造により比
較的吸湿量が抑えられ、リードフレーム等の金属類及び
シリコンチップとの接着性に優れる。このジヒドロキシ
ベンゼン樹脂硬化剤の使用量は、これを調節することに
より、耐半田クラック性を最大限に引き出すことができ
る。耐半田クラック性の効果を引き出すためには、式
(1)で示されるジヒドロキシベンゼン樹脂硬化剤を、
総樹脂硬化剤量に対して30重量%以上、好ましくは5
0重量%以上の使用が望ましい。30重量%未満である
と、目標とした耐半田クラック性が不充分である。式
(1)で示されるジヒドロキシベンゼン樹脂硬化剤以外
に他の樹脂硬化剤を併用する場合は、水酸基を有するポ
リマー全般を用いればよい。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、ジシクロペンタ
ジエン変性フェノール樹脂、パラキシリレン変性フェノ
ール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、トリフエノー
ルメタン化合物等が挙げられ、特にフェノールノボラッ
ク樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、パ
ラキシリレン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノ
ール樹脂及びこれらの混合物が好ましい。また、これら
の硬化剤の配合量としては、エポキシ化合物のエポキシ
基数と硬化剤の水酸基数を合わせるように配合すること
が好ましい。
シ樹脂硬化剤は、ジヒドロキシベンゼンとキシレン類を
重付加させることにより得られる樹脂硬化剤で、従来の
フェノールノボラック樹脂に比べ、ジヒドロキシベンゼ
ンを用いる効果としてゴム領域における高温時の強度が
向上する。また、分子構造内のキシリレン構造により比
較的吸湿量が抑えられ、リードフレーム等の金属類及び
シリコンチップとの接着性に優れる。このジヒドロキシ
ベンゼン樹脂硬化剤の使用量は、これを調節することに
より、耐半田クラック性を最大限に引き出すことができ
る。耐半田クラック性の効果を引き出すためには、式
(1)で示されるジヒドロキシベンゼン樹脂硬化剤を、
総樹脂硬化剤量に対して30重量%以上、好ましくは5
0重量%以上の使用が望ましい。30重量%未満である
と、目標とした耐半田クラック性が不充分である。式
(1)で示されるジヒドロキシベンゼン樹脂硬化剤以外
に他の樹脂硬化剤を併用する場合は、水酸基を有するポ
リマー全般を用いればよい。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、ジシクロペンタ
ジエン変性フェノール樹脂、パラキシリレン変性フェノ
ール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、トリフエノー
ルメタン化合物等が挙げられ、特にフェノールノボラッ
ク樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、パ
ラキシリレン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノ
ール樹脂及びこれらの混合物が好ましい。また、これら
の硬化剤の配合量としては、エポキシ化合物のエポキシ
基数と硬化剤の水酸基数を合わせるように配合すること
が好ましい。
【0008】本発明で用いる無機充填材としては、溶融
シリカ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、2次凝
集シリカ粉末、多孔質シリカ粉末、アルミナ等が挙げら
れ、特に球状シリカ粉末、及び溶融シリカ粉末と球状シ
リカ粉末との混合物が好ましい。また、無機充填材の配
合量としては、耐半田クラック性から総エポキシ樹脂組
成物量に対して70〜90重量%が好ましい。無機充填
材量が70重量%未満だと低熱膨張化、低吸水化が得ら
れず耐半田クラック性が不充分である。また、無機充填
材量が90重量%を越えると高粘度化による半導体パッ
ケージ中のダイパッド、金線ワイヤーのズレ等の不都合
が生じる。
シリカ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、2次凝
集シリカ粉末、多孔質シリカ粉末、アルミナ等が挙げら
れ、特に球状シリカ粉末、及び溶融シリカ粉末と球状シ
リカ粉末との混合物が好ましい。また、無機充填材の配
合量としては、耐半田クラック性から総エポキシ樹脂組
成物量に対して70〜90重量%が好ましい。無機充填
材量が70重量%未満だと低熱膨張化、低吸水化が得ら
れず耐半田クラック性が不充分である。また、無機充填
材量が90重量%を越えると高粘度化による半導体パッ
ケージ中のダイパッド、金線ワイヤーのズレ等の不都合
が生じる。
【0009】本発明で用いる硬化促進剤としては、エポ
キシ基と水酸基との硬化反応を促進させるものであれば
よく、一般に封止材料に用いられているものを広く用い
ることができる。例えばジアザビシクロウンデセン、ト
リフェニルホスフィン、ベンジルジメチルアミン、2−
メチルイミダゾール等を単独もしくは2種類以上混合し
て用いられる。本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキ
シ樹脂、ジヒドロキシベンゼン樹脂硬化剤、無機充填材
及び硬化促進剤を必須成分とするが、これ以外に必要に
応じてシランカップリング剤、ブロム化エポキシ樹脂、
三酸化アンチモン、ヘキサブロムベンゼン等の難燃剤、
カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、天然ワック
ス、合成ワックス等の離型剤及びシリコーンオイル、ゴ
ム等の低応力添加剤等の種々の添加剤を適宜配合しても
差し支えない。また、本発明の封止用エポキシ樹脂組成
物を成形材料として製造するには、エポキシ樹脂、ジヒ
ドロキシベンゼン樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填
材、その他の添加剤をミキサー等によって充分に均一に
混合した後、更に熱ロールまたは、ニーダー等で溶融混
練し、冷却後粉砕して封止材料とすることができる。こ
れらの成形材料は、電気部品あるいは電子部品であるト
ランジスタ、集積回路等の被覆、絶縁、封止等に適用す
ることができる。
キシ基と水酸基との硬化反応を促進させるものであれば
よく、一般に封止材料に用いられているものを広く用い
ることができる。例えばジアザビシクロウンデセン、ト
リフェニルホスフィン、ベンジルジメチルアミン、2−
メチルイミダゾール等を単独もしくは2種類以上混合し
て用いられる。本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキ
シ樹脂、ジヒドロキシベンゼン樹脂硬化剤、無機充填材
及び硬化促進剤を必須成分とするが、これ以外に必要に
応じてシランカップリング剤、ブロム化エポキシ樹脂、
三酸化アンチモン、ヘキサブロムベンゼン等の難燃剤、
カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、天然ワック
ス、合成ワックス等の離型剤及びシリコーンオイル、ゴ
ム等の低応力添加剤等の種々の添加剤を適宜配合しても
差し支えない。また、本発明の封止用エポキシ樹脂組成
物を成形材料として製造するには、エポキシ樹脂、ジヒ
ドロキシベンゼン樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填
材、その他の添加剤をミキサー等によって充分に均一に
混合した後、更に熱ロールまたは、ニーダー等で溶融混
練し、冷却後粉砕して封止材料とすることができる。こ
れらの成形材料は、電気部品あるいは電子部品であるト
ランジスタ、集積回路等の被覆、絶縁、封止等に適用す
ることができる。
【0010】以下本発明を実施例で具体的に説明する。 実施例1 3,3′,5,5′−テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル(融点 102℃、エポキシ基当量192g/eq) 9.08重量部 式(2)で示されるジヒドロキシベンゼン樹脂硬化剤(軟化点77℃、水酸基 当量92g/eq) 1.65重量部
【0011】
【化3】 (nの値は0から2を示す混合物であり、その重量割合
はn=0が1に対して、n=1が0.70、n=2が
0.35である。)
はn=0が1に対して、n=1が0.70、n=2が
0.35である。)
【0012】 フェノールノボラック樹脂硬化剤(軟化点75℃、水酸基当量105g/eq ) 3.07重量部 溶融シリカ粉末(平均粒径10μm、比表面積2.0m2/g) 35重量部 球状シリカ粉末(平均粒径30μm、比表面積2.5m2/g) 50重量部 1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(DBU) 0.2重量部 カーボンブラック 0.5重量部 カルナバワックス 0.5重量部 をミキサーで常温で混合し、70〜100℃で2軸ロー
ルにより混練し、冷却後粉砕して成形材料とした。粉砕
して得られた成形材料は、EMMI−I−66に準じた
金型を用い、175℃、70kg/cm2、120秒の
条件でスパイラルフローを測定した。更に得られた成形
材料をタブレット化し、低圧トランスファー成形機にて
175℃、70kg/cm2、120秒の条件で半田ク
ラック試験用として6×6mmのチップを52pQFP
に封止し、また半田耐湿性試験用として3×6mmのチ
ップを16pSOPに封止した。封止したテスト用素子
について下記の半田クラック試験及び半田耐湿性試験を
行なった。評価結果を表1に示す。
ルにより混練し、冷却後粉砕して成形材料とした。粉砕
して得られた成形材料は、EMMI−I−66に準じた
金型を用い、175℃、70kg/cm2、120秒の
条件でスパイラルフローを測定した。更に得られた成形
材料をタブレット化し、低圧トランスファー成形機にて
175℃、70kg/cm2、120秒の条件で半田ク
ラック試験用として6×6mmのチップを52pQFP
に封止し、また半田耐湿性試験用として3×6mmのチ
ップを16pSOPに封止した。封止したテスト用素子
について下記の半田クラック試験及び半田耐湿性試験を
行なった。評価結果を表1に示す。
【0013】半田クラック試験:封止したテスト用素子
を85℃、85%RHの環境下で24時間、48時間、
72時間及び120時間処理し、その後260℃の半田
槽に10秒間浸漬後顕微鏡で外部クラックを観察した。 半田耐湿性試験:封止したテスト用素子を85℃、85
%RHの環境下で72時間処理し、その後260℃の半
田槽に10秒間浸漬後、プレッシャークッカー試験(1
25℃、100%RH)を行い、回路のオープン不良を
測定した。 曲げ強度試験:JIS K 6911に準じ、240℃
で測定。
を85℃、85%RHの環境下で24時間、48時間、
72時間及び120時間処理し、その後260℃の半田
槽に10秒間浸漬後顕微鏡で外部クラックを観察した。 半田耐湿性試験:封止したテスト用素子を85℃、85
%RHの環境下で72時間処理し、その後260℃の半
田槽に10秒間浸漬後、プレッシャークッカー試験(1
25℃、100%RH)を行い、回路のオープン不良を
測定した。 曲げ強度試験:JIS K 6911に準じ、240℃
で測定。
【0014】実施例2〜8 表1の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成形
材料を得た。実施例5、6のジヒドロキシベンゼン樹脂
硬化剤は式(3)で示される。
材料を得た。実施例5、6のジヒドロキシベンゼン樹脂
硬化剤は式(3)で示される。
【0015】
【化4】 (軟化点78℃、水酸基当量91g/eq) (nの値は0から2を示す混合物であり、その重量割合
はn=0が1に対して、n=1が0.68、n=が0.
40である。)
はn=0が1に対して、n=1が0.68、n=が0.
40である。)
【0016】実施例7、8のジヒドロキシベンゼン樹脂
硬化剤は式(4)で示される。
硬化剤は式(4)で示される。
【0017】
【化5】 (軟化点82℃、水酸基当量92g/eq) (nの値は0から2を示す混合物であり、その重量割合
はn=0が1に対して、n=1が0.72、n=2が
0.36である。)
はn=0が1に対して、n=1が0.72、n=2が
0.36である。)
【0018】この成形材料で試験用に封止した成形品を
得、この成形品を用いて実施例1と同様に各試験を行っ
た。評価結果を表1に示す。 比較例1〜4 表2の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成形
材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品を
得、この成形品を用いて実施例1と同様に各試験を行っ
た。評価結果を表2に示す。
得、この成形品を用いて実施例1と同様に各試験を行っ
た。評価結果を表1に示す。 比較例1〜4 表2の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成形
材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品を
得、この成形品を用いて実施例1と同様に各試験を行っ
た。評価結果を表2に示す。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【発明の効果】本発明によると、半導体パッケージの基
板への実装時におけるパッケージの耐半田クラツク性が
著しく向上し、かつ耐湿性も向上する。
板への実装時におけるパッケージの耐半田クラツク性が
著しく向上し、かつ耐湿性も向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/31
Claims (2)
- 【請求項1】 (A)エポキシ基を2個以上有する芳香
族化合物、(B)下記式(1)で示されるジヒドロキシ
ベンゼン樹脂硬化剤を総樹脂硬化剤量に対して30〜1
00重量%含む樹脂硬化剤、(C)無機充填材及び
(D)硬化促進剤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】 (n=0〜20) - 【請求項2】 エポキシ基を2個以上有する芳香族化合
物が3,3′,5,5′−テトラメチルビフェノールジ
グリシジルエーテルである請求項1記載の半導体封止用
エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25165695A JPH0995522A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25165695A JPH0995522A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0995522A true JPH0995522A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17226068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25165695A Withdrawn JPH0995522A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0995522A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023074204A1 (ja) * | 2021-10-27 | 2023-05-04 | Dic株式会社 | フェノール樹脂、エポキシ樹脂、硬化性樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、及び、繊維強化樹脂成形品 |
-
1995
- 1995-09-28 JP JP25165695A patent/JPH0995522A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023074204A1 (ja) * | 2021-10-27 | 2023-05-04 | Dic株式会社 | フェノール樹脂、エポキシ樹脂、硬化性樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、及び、繊維強化樹脂成形品 |
| JP7298801B1 (ja) * | 2021-10-27 | 2023-06-27 | Dic株式会社 | フェノール樹脂、エポキシ樹脂、硬化性樹脂組成物、硬化物、繊維強化複合材料、及び、繊維強化樹脂成形品 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040520 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040526 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20040806 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |