JPH10245432A - エポキシ樹脂組成物および半導体装置 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物および半導体装置

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Publication number
JPH10245432A
JPH10245432A JP5199497A JP5199497A JPH10245432A JP H10245432 A JPH10245432 A JP H10245432A JP 5199497 A JP5199497 A JP 5199497A JP 5199497 A JP5199497 A JP 5199497A JP H10245432 A JPH10245432 A JP H10245432A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
compound
group
tetra
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Withdrawn
Application number
JP5199497A
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English (en)
Inventor
Katsuhiro Niwa
勝弘 丹羽
Masayuki Tanaka
正幸 田中
Atsuto Tokunaga
淳人 徳永
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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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】 【課題】 エポキシ樹脂組成物において、金型汚れが無
く、流動性、硬化性、耐クラック性、保存安定性に優れ
たエポキシ樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 エポキシ樹脂(A)、フェノール系硬化
剤(B)、硬化促進剤(C)としてテトラ置換ホスホニ
ウム・テトラ置換ボレート及びイミダゾール系化合物、
無機充填剤(D)を含有するエポキシ樹脂組成物におい
て、前期フェノール系硬化剤(B)が一般式(II)で表
される化合物を含有し、かつ無機充填剤(D)がエポキ
シ樹脂組成物全体の86〜95重量%含有されることを
特徴とするエポキシ樹脂組成物。 【化1】 R3-(-CH2-R1-CH2-R2-)n-CH2-R1-CH2-R3 (II) (ただし、式中のR1は2価の芳香族基、R2は水酸基
を有する2価の芳香族基、R3は水酸基を有する1価の
芳香族基、nは0または1以上の整数を示す。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形時の流動性、
硬化性に優れ、金型汚れが生じず、かつ半田リフロー時
の耐クラック性、保存安定性に優れるエポキシ樹脂組成
物、および該エポキシ樹脂組成物で封止してなる半導体
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。
【0003】たとえば、半導体装置などの電子回路部品
の封止方法として従来より金属やセラミックスによるハ
ーメチックシールとフェノール樹脂、シリコーン樹脂、
エポキシ樹脂などによる樹脂封止が提案されている。そ
の中でも、経済性、生産性、物性のバランスの点からエ
ポキシ樹脂による樹脂封止が最も盛んに行われている。
【0004】一方、最近はプリント基板への半導体装置
パッケージの実装において高密度化、自動化が進められ
ており、従来のリードピンを基板の穴に挿入する“挿入
実装方式”に代り、基板表面にパッケージを半田付けす
る“表面実装方式”が盛んになってきた。
【0005】それに伴い、パッケージも従来のDIP
(デュアル・インライン・パッケージ)から、高密度実
装、表面実装に適した薄型のFPP(フラット・プラス
チック・パッケージ)に移行しつつある。
【0006】さらに、微細加工技術の進歩によりICチ
ップの集積度は向上しているがそれ以上に集積数を上げ
るために、パッケージ中のICチップの占有面積が増加
し、さらにパッケージが大型、多ピン化してきている。
【0007】これらのパッケージを封止するには封止樹
脂の流動性を高レベルで保持しなければパッケージの未
充填や、ボイドが発生し、生産不良となる。これらの点
で流動性、保存安定性は今後ますます重要になってく
る。
【0008】半導体装置の封止は、最近ではタブレット
形状のエポキシ樹脂組成物を使用し、低圧トランスファ
ー成形機を用いて、150℃以上に加熱した金型にエポ
キシ樹脂組成物を流し込み、硬化させることで行われて
いる。成形は通常180秒以内の短時間で行われるた
め、硬化性も重要な物性となっている。
【0009】また成形は、金型を用い連続的におこなわ
れ、しばしば金型汚れが発生する。この金型汚れは、パ
ッケージに欠陥をもたらすため、発生しないことが重要
な課題となる。
【0010】また表面実装においては、通常半田リフロ
ーによる実装が行われる。この方法では、パッケージを
200℃以上の高温にさらし、半田を溶融させチップと
フレームを接着させる。この際樹脂の吸水性が高いと、
パッケージ中の水分の急激な膨張によりパッケージにク
ラックが入るという現象が起こる。従って半田リフロー
時の耐クラック性は非常に重要となる。
【0011】従来、エポキシ封止樹脂組成物を硬化させ
るための硬化剤としては、アミン系、酸無水物系、フェ
ノール系など硬化剤が用いられてきた。また通常、硬化
剤のみでは硬化反応が進みにくいので、硬化促進剤の添
加が行われる。この硬化促進剤としては、三級アミン化
合物、二級アミン化合物、フッ化ホウ素、ピペリジン、
イミダゾール類、三級ホスフィン化合物などが用いられ
てきた。これらの硬化剤、硬化促進剤に加え、エポキシ
樹脂、無機充填剤などを配合することによりエポキシ封
止樹脂組成物となる。
【0012】しかしながら従来の配合方法では、流動
性、硬化性、半田リフロー時の耐クラック性、保存安定
性などの特性を同時に満足させるような硬化物が得られ
るエポキシ封止樹脂組成物を得ることはできなかった。
【0013】一方特公昭51−24399号公報におい
てエポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂硬化剤及び
テトラ置換ボレートとの組み合わせにより、硬化性及び
保存安定性の優れたエポキシ封止樹脂組成物が得られる
ことが記載されている。また特公昭56−45491号
公報において、硬化剤としてフェノールノボラック樹
脂、硬化促進剤としてテトラフェニルホスホニウム・テ
トラフェニルボレート、エポキシ樹脂として、クレゾー
ルノボラックエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などを
併用した系について記載されている。しかしながらこれ
らのエポキシ封止樹脂組成物は、半田リフロー時におけ
る耐クラック性が充分ではないという問題があった。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術における問題点の解決を課題として検討した結果達
成されたものである。
【0015】従って本発明の目的は、成形時の流動性、
硬化性に優れ、金型汚れが生じず、かつ半田リフロー時
の耐クラック性、耐剥離性、保存安定性に優れるエポキ
シ樹脂組成物、および該エポキシ樹脂組成物で封止して
なる半導体装置を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、 1.「エポキシ樹脂(A)、フェノール系硬化剤
(B)、硬化促進剤(C)としてテトラ置換ホスホニウ
ム・テトラ置換ボレート(c1)及び分子中に2個以上の窒
素原子を有し、窒素原子の少なくともひとつが炭素と二
重結合を有する構造を有する化合物(c2)、ならびに無
機充填剤(D)を含有し、前期フェノール系硬化剤
(B)が一般式(II)で表される化合物を含有し、かつ
無機充填剤(D)をエポキシ樹脂組成物全体の86〜9
5重量%含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成
物。
【化4】 R3-(-CH2-R1-CH2-R2-)n-CH2-R1-CH2-R3 (II) (ただし、式(II)中のR1は2価の芳香族基、R2は水
酸基を有する2価の芳香族基、R3は水酸基を有する1
価の芳香族基、R1〜R3はそれぞれ同一でも異なってい
てもよく、nは0または1以上の整数を示す。)」 2.「化合物(c2)がイミダゾール化合物である前記のエ
ポキシ樹脂組成物。」 3.「イミダゾール化合物が化学式(I)の構造を有す
るものである前記のエポキシ樹脂組成物。
【化5】 (式Iにおいて、R1〜R4は1価の有機基または水素原
子を示す。)」 4.「 テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート
(c1)がテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボ
レートであることを特徴とする前記いずれかのエポキシ
樹脂組成物。」 5.「化合物(c2)の配合割合が、化合物(c2)とテトラ置
換ホスホニウム・テトラ置換ボレートとの合計重量の3
〜70重量%である前記いずれかのエポキシ樹脂組成
物。」 6.「化合物(c2)が、2−メチル−4−エチルイミダゾ
ールであるいずれかのエポキシ樹脂組成物。」 7.「エポキシ樹脂(A)が一般式(III)であるエポ
キシ樹脂を含有することを特徴とする前記いずれかのエ
ポキシ樹脂組成物。
【化6】 (ただし式中のR1〜R8は水素原子、1価の有機基また
はハロゲン原子を示す。)」 8.「一般式(II)を有する化合物が、式(II)におい
て、R1が2価のフェニル基、R2は水酸基を有する2価
のフェニル基、R3が水酸基を有する1価のフェニル基
であるものである前記いずれかのエポキシ樹脂組成
物。」 9.「一般式(II)を有する化合物が、式(II)におい
て、R1が2価のビフェニル基、R2は水酸基を有する2
価のフェニル基、R3が水酸基を有する1価のフェニル
基であることを特徴とする前記いずれかのエポキシ樹脂
組成物。」 10.「半導体封止用である前記いずれかのエポキシ樹
脂組成物。」 11.「前記のエポキシ樹脂組成物によって半導体素子
が封止された半導体装置。」を提供するものである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を詳述する。
本発明において「重量」とは「質量」を意味する。
【0018】本発明で用いるエポキシ樹脂(A)は、1
分子中に2個以上のエポキシ基を有するものでとくに限
定されず、これらの具体例としては、例えばクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹
脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、線状脂肪族エポ
キシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹
脂、スピロ環含有エポキシ樹脂およびハロゲン化エポキ
シ樹脂などが挙げられる。
【0019】本発明において、エポキシ樹脂(A)は単
独で用いても、2種類以上併用して用いてもかまわな
い。特に好まいエポキシ樹脂としては、ビフェニル骨格
を有するエポキシ樹脂、具体的には下記一般式(III)
で表される骨格を有するビフェニル型エポキシ樹脂を成
分として含有するものである。
【0020】
【化7】 (ただし、式中のR1 〜R8 は、水素原子、1価の有機
基またはハロゲン原子を示す。) 一般式(III)のエポキシ樹脂をエポキシ樹脂の一成分
として含有する場合その割合は特に限定しないが、好ま
しくはエポキシ樹脂全体の50〜100重量、より好ま
しくは70〜100重量%、さらに好ましくは90〜1
00重量%含有することである。
【0021】一般式(II)で表されるエポキシ樹脂骨格
の具体例としては、4,4´−ビス(2,3−エポキシ
プロポキシ)ビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エ
ポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチ
ルビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシプロ
ポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル−2−ク
ロロビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシプ
ロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル−2−
ブロモビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシ
プロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラエチルビフ
ェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシプロポキ
シ)−3,3´,5,5´−テトラブチルビフェニル、
4,4´−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ビフェ
ニル、および4,4´−ビス(2,3−エポキシプロポ
キシ)−3,3´,5,5´−テトラメチルビフェニル
などが挙げられる。好ましくは4,4´−ビス(2,3
−エポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラ
メチルビフェニル、 4,4´−ビス(2,3−エポキ
シプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラエチルビ
フェニルである。さらに好ましくは4,4´−ビス
(2,3−エポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´
−テトラメチルビフェニルである。
【0022】上記のエポキシ樹脂はそれぞれ単独でも、
または混合系で用いる場合でも十分に効果を発揮する。
また上記エポキシ樹脂がエポキシ基の反応により部分的
に付加した化合物も使用できる。
【0023】本発明においてエポキシ樹脂の粘度として
は特に限定はしないが、成形性(流動性)がすぐれてい
る点で、150℃におけるICI溶融粘度が3ps以下
のエポキシ樹脂が好ましい。
【0024】本発明において、上記エポキシ樹脂(A)
のエポキシ樹脂組成物全体に対する配合量は、通常1〜
12重量%、好ましくは3〜10重量%,さらに好まし
くは3〜8重量%である。エポキシ樹脂(A)の配合量
が少ないと成形性や接着性が不十分となり、また多いと
越えると線膨脹係数が大きくなり、低応力化が困難にな
る傾向がある。
【0025】本発明におけるフェノール系硬化剤(B)
は、一般式(I)で表されるものを含有する。一般式
(I)中のR1は水酸基を有しない2価の芳香族基、R2
は水酸基を有する2価の芳香族基、R3は水酸基を有す
る1価の芳香族基、R1〜R3は同一であっても、異なっ
ていてもよく、nは0または1以上の整数である。
【化8】 R3-(-CH2-R1-CH2-R2-)n-CH2-R1-CH2-R3 (I) 好ましくは、R1が2価のフェニル基、R2は水酸基を有
する2価のフェニル基、R3が水酸基を有する1価のフ
ェニル基であるフェノール系硬化剤、およびR1が2価
のビフェニル基、R2は水酸基を有する2価のフェニル
基、R3が水酸基を有する1価のフェニル基であるフェ
ノール系硬化剤である。
【0026】一般式(I)で表されるフェノール系硬化
剤以外にフェノール系硬化剤を併用することができ、そ
の硬化剤は、エポキシ樹脂(A)と反応して硬化しうる
フェノール系の硬化剤であれば特に限定されず、それら
の具体例としては、たとえばフェノ−ルノボラック樹
脂、クレゾ−ルノボラック樹脂、ビスフェノ−ルAやレ
ゾルシンから合成される各種ノボラック樹脂、トリス
(ヒドロキシフェニル)メタン、ジヒドロキシビフェニ
ルなどの多種多価フェノ−ル化合物などがあげられる。
一般式(I)で表されるフェノール系硬化剤以外に硬化
剤を併用する場合、その混合割合は一般式(I)で表さ
れるフェノール系硬化剤の含有量は全フェノール硬化剤
量の20〜100重量%、50〜100重量%、70〜
100重量%、80〜100重量%の順に好ましい。
本発明において、フェノール系硬化剤(B)の配合量
は、エポキシ樹脂組成物全体の通常0.1〜10重量
%、好ましくは0.5〜7重量%さらに好ましくは1〜
6重量%である。さらには、エポキシ樹脂(A)とフェ
ノール系硬化剤(B)の配合比は、機械的性質および耐
湿信頼性の点から(A)に対する(B)の化学当量比が
0.5〜1.5、特に0.8〜1.2の範囲にあること
が好ましい。
【0027】本発明において硬化促進剤(C)として、
テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレ−ト(c1)及び
分子中に2個以上の窒素原子を有し、窒素原子の少なく
ともひとつが炭素と二重結合を有する構造を有する化合
物(c2)を含有する。
【0028】本発明における硬化促進剤の添加量として
は特に限定はしないが、好ましくはテトラ置換ホスホニ
ウム・テトラ置換ボレ−ト(c1)及び化合物(c2)の合計重
量が、エポキシ樹脂組成物重量の0.05〜1.5%が
好ましい。より好ましくは0.08〜1.0%であり、
さらに好ましくは0.1〜0.5%である。これら二種
類の硬化促進剤の間の配合割合は、特に限定はしない
が、化合物(c2)の配合割合は、化合物(c2)とテトラ置換
ホスホニウム・テトラ置換ボレート(c1)との合計重量の
3〜70重量%であり、より好ましくは3〜50重量%
であり、さらに好ましくは3〜20重量%である。
【0029】テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレ
−トは、本発明の組成物を構成する他の化合物にそのま
ま添加してもよいが、好ましくは使用する硬化剤または
エポキシ樹脂と加熱混合、必要に応じて加熱溶融混合さ
せた後添加することもできる。溶融混合する方法につい
ては特に限定はしないが、好ましくは硬化剤と溶融混合
させた後添加する。化合物(c2)はそのまま添加してもよ
いが、好ましくは使用する硬化剤またはエポキシ樹脂と
加熱混合させた後添加する。加熱混合する方法について
は特に限定はしないが、好ましくは硬化剤と混合させた
後添加する。またテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換
ボレ−トと化合物(c2)とを同時に硬化剤と加熱混合する
こともできる。
【0030】テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレ
−トの好ましい例としてはテトラブチルホスホニウム・
テトラフェニルボレ−ト、n−ブチルトリフェニルホス
ホニウム・テトラフェニルボレ−ト、テトラフェニルホ
スホニウム・テトラフェニルボレ−ト、トリメチルフェ
ニルホスホニウム・テトラフェニルボレ−ト、ジエチル
メチルフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレ−
ト、ジアリルメチルフェニルホスホニウム・テトラフェ
ニルボレ−ト、(2−ハイドロキシエチル)トリフェニ
ルホスホニウム・テトラフェニルボレ−ト、エチルトリ
ホスホニウム・テトラフェニルボレ−ト、p−キシレン
ビス(トリフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレ
−ト)、テトラフェニルホスホニウム・テトラエチルボ
レ−ト、テトラフェニルホスホニウム・トリエチルフェ
ニルボレ−ト、テトラフェニルホスホニウム・テトラブ
チルボレ−トなどを挙げることができる。より好ましい
例としてはテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニ
ルボレ−トである。このテトラ置換ホスホニウム・テト
ラ置換ボレ−トは2種類以上を同時に添加することもで
きる。
【0031】化合物(c2)成分はアミン系化合物であり、
その塩基性によりエポキシ樹脂の硬化促進剤として作用
する。上に示した構造を有するものであれば任意である
が、さらに、非芳香族系炭素−炭素不飽和化合物を有す
る化合物であることが好ましい。また分子量としては2
000以下、さらに1000以下のものが好ましく使用
される。化合物(c2)として好ましいのは、イミダゾール
化合物であり、さらに下記式(I)で表される化合物で
ある。
【化9】 (R1〜R4は一価の有機基または水素原子を表す。) R1〜R4が有機基である場合、炭素数は1〜50の範囲
のものが好ましい。一般式(I)で表される化合物の好
ましい例としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾ
ール、2,4−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4
−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2
−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシ
ルイミダゾール、1−メチルイミダゾール、1,2−ジ
メチルイミダゾール、1−ビニルイミダゾール、2−メ
チル−1−ビニルイミダゾール、2−メチル−1−ビニ
ルイミダゾール、1−アリルイミダゾール、1−(2−
ヒドロキシエチル)イミダゾール、1−(2−ヒドロキ
シエチル)−2−メチルイミダゾール、1−フェニルイ
ミダゾール、1−ベンジルイミダゾール、1−ベンジル
−2−メチルイミダゾール、2−アミノイミダゾール、
2−ニトロイミダゾールなどを挙げることができるがこ
れらに限定されない。一般式(I)で表される化合物は
2種類以上を同時に添加することもできる。
【0032】本発明の組成物に配合される無機充填剤
(D)としては、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、アルミナ、マグネシア、酸化マグネシウムアル
ミニウム、ジルコニア、ジルコン、クレー、タルク、ケ
イ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベ
スト、ガラス繊維などが挙げられるが、好ましくはシリ
カである。これらの無機充填剤は単独でも用いることが
できるが、二種類以上混合して用いることもできる。シ
リカとしては球状天然シリカ、破砕天然シリカ、球状合
成シリカなどを挙げることができる。これらのシリカは
単独でも用いることができるが、二種類以上混合して用
いることもできる。
【0033】本発明において、無機充填剤(D)のエポ
キシ樹脂組成物全体に対する割合は、金型汚れに代表さ
れる成形性および低応力性の点から全体の86〜95重
量%、好ましくは88〜93重量%である。
【0034】本発明のエポキシ樹脂組成物には以下の物
質も添加することができる。
【0035】本発明の組成物では、シランカップリング
剤、チタネートカップリング剤などの配合が信頼性向上
の観点から好ましい。さらにカップリング剤無機充填剤
(D)をシランカップリング剤、チタネートカップリン
グ剤などのカップリング剤であらかじめ表面処理するこ
とも効果的である。
【0036】カップリング剤としてエポキシシラン、ア
ミノシラン、メルカプトシランなど、これら官能基を有
する有機基とアルコキシ基等の加水分解性基とがケイ素
原子に直結したシランカップリング剤が好ましく用いら
れる。好ましくはエポキシシラン、アミノシランであ
る。好ましい添加量としてエポキシ樹脂組成物全体に対
し、1重量%以下である。
【0037】また本発明の組成物では、必須成分ではな
いがブロム化合物を配合できる。また実質的に存在する
ブロム化合物は、通常半導体封止用エポキシ樹脂組成物
に難燃剤として添加されるもので、特に限定されず、公
知のものであってよい。 存在するブロム化合物の好ま
しい具体例としては、ブロム化ビスフェノールA型エポ
キシ樹脂、ブロム化フェノールノボラック型エポキシ樹
脂などのブロム化エポキシ樹脂、ブロム化ポリカーボネ
ート樹脂、ブロム化ポリスチレン樹脂、ブロム化ポリフ
ェニレンオキサイド樹脂、テトラブロモビスフェノール
A、デカブロモジフェニルエーテルなどがあげられ、な
かでも、ブロム化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ブ
ロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などのブロ
ム化エポキシ樹脂が、成形性の点から特に好ましい。
【0038】また、必須成分ではないがアンチモン化合
物を配合できる。これは通常半導体封止用エポキシ樹脂
組成物に難燃助剤として添加されるもので、特に限定さ
れず、公知のものが使用できる。アンチモン化合物の好
ましい具体例としては、三酸化アンチモン、四酸化アン
チモン、五酸化アンチモンがあげられる。
【0039】さらに本発明のエポキシ樹脂組成物には、
カーボンブラック、酸化鉄などの着色剤、ハイドロタル
サイトなどのイオン捕捉剤、シリコ−ンゴム、オレフィ
ン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブタジエン
ゴム、変性シリコ−ンオイルなどのエラストマ−、ポリ
エチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸
の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミ
ド、パラフィンワックスなどの離型剤および有機過酸化
物などの架橋剤を任意に添加することができる。
【0040】本発明のエポキシ樹脂組成物の製造方法と
しては、上記化合物を加熱混練、例えば50〜170℃
の温度で混練する方法が好ましく、たとえばバンバリー
ミキサー、ニーダー、ロール、単軸もしくは二軸の押出
機およびコニーダーなどの公知の混練方法を用いて溶融
混練、固化、必要に応じてタブレット化することにより
得ることができる。さらに本発明のエポキシ樹脂組成物
を加熱流動化させて、半導体素子を封止成形し、硬化す
ることによって半導体装置が得られる。
【0041】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、表2、表3中の組成物に関する値は、重量%
を示す。
【0042】表2に実施例1〜7を、表3に比較例1〜
9を示した。
【0043】表1に示した成分を、表2、表3に示した
組成比でミキサーによりドライブレンドした。これを、
ロール表面温度90℃のミキシングロールを用いて5分
間加熱混練後、冷却・粉砕して半導体封止用エポキシ樹
脂組成物を製造した。
【0044】
【表1】
【0045】各種物性は以下の方法で行い、結果を表2
及び表3に示した。
【0046】流動性:EMMI型評価用金型を用いて1
75℃で成形速度25m/secでスパイラルフローを測定
した。 硬化性:成形温度175℃、成形時間60秒の条件で直
径4インチ、厚さ3mmの円板を成形し、成形直後のバー
コル硬度を求めた。 耐クラック性および耐剥離性:実施例および比較例にお
いて、各10個の160ピンQFP(外形:28×28
×3.3mm、模擬半導体素子:10×10×0.5mm、
フレーム材料:42アロイ、チップ表面:ポリイミド
膜)を成形し、175℃で4時間硬化させたものを用い
85℃、85%RHの条件で168時間加湿後、IRリ
フロー炉を用いて260℃10秒間加熱処理した。その
後外部クラックの有無個数を調べクラックの入ったパッ
ケージを不良パッケージとし、その個数をnとしたとき
(1- n/10)×100の値を耐クラック性を示す数値とした。
値が100%に近いほど耐クラック性に優れことを意味
する。一方IRリフロー炉を用いて260℃10秒間加
熱処理したサンプルを超音波探傷器でリードフレームか
らの剥離を観察し、剥離したパッケージを不良パッケー
ジとし、その個数をnとしたとき(1- n/10)×100の値を
耐クラック性を示す数値とした。値が100%に近いほ
ど耐剥離性に優れることを意味する。 保存安定性:保存前のスパイラルフローの値を基準と
し、28℃50%RHで96時間保存した後に成形し、
そのスパイラルフローの値の低下率を表わした。値が小
さいほど保存安定性に優れることを意味する。 金型汚れ:成形温度175℃成形時間80秒の条件で、
160ピンQFPを20個成形した。パッケージの上面
および下面に対応する金型部の汚れた部分の面積を調
べ、その面積をパッケージの上面および下面に対応する
金型部の面積で割りさらに100をかけ、金型汚れの度
合いを%で表示した。
【0047】
【表2】
【0048】
【表3】
【0049】表2にみられるように、実施例1〜7のエ
ポキシ樹脂組成物は、流動性、硬化性、耐クラック性、
耐剥離性、保存安定性、金型汚れなど、すべての物性に
おいて優れている。
【0050】これに対して表3に示した比較例1〜4、
比較例7は、耐クラック性および耐剥離性が劣っている
ことが分かる。また比較例5では耐剥離性が完全ではな
い。比較例3〜4、6では金型汚れが生じる。また比較
例3、6では保存安定性が劣っている。
【0051】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、流動
性、硬化性、耐クラック性、耐剥離性、保存安定性に優
れ、トランスファ成形が主に使用される半導体装置の封
止に好適である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08K 3/36 C08K 3/36 C08L 63/00 C08L 63/00 C H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂(A)、フェノール系硬化
    剤(B)、硬化促進剤(C)としてテトラ置換ホスホニ
    ウム・テトラ置換ボレート(c1)及び分子中に2個以上の
    窒素原子を有し、窒素原子の少なくともひとつが炭素と
    二重結合を有する構造を有する化合物(c2)、ならびに
    無機充填剤(D)を含有し、前期フェノール系硬化剤
    (B)が一般式(II)で表される化合物を含有し、かつ
    無機充填剤(D)がエポキシ樹脂組成物全体の86〜9
    5重量%含有されることを特徴とするエポキシ樹脂組成
    物。 【化1】 R3-(-CH2-R1-CH2-R2-)n-CH2-R1-CH2-R3 (II) (ただし、式(II)中のR1は2価の芳香族基、R2は水
    酸基を有する2価の芳香族基、R3は水酸基を有する1
    価の芳香族基、R1〜R3は同一でも異なっていてもよ
    く、nは0または1以上の整数を示す。)
  2. 【請求項2】 化合物(c2)がイミダゾール化合物である
    請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】イミダゾール化合物が一般化学式(I)の
    構造を有するものである請求項2記載のエポキシ樹脂組
    成物。 【化2】 (式Iにおいて、R1〜R4は1価の有機基または水素原
    子を示す。)
  4. 【請求項4】 テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボ
    レート(c1)がテトラフェニルホスホニウム・テトラフェ
    ニルボレートであることを特徴とする請求項1〜3いず
    れかに記載のエポキシ樹脂組成物。
  5. 【請求項5】化合物(c2)の配合割合が、化合物(c2)とテ
    トラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート(c1)との合
    計重量の3〜70重量%である請求項1〜4いずれかに
    記載のエポキシ樹脂組成物。
  6. 【請求項6】化合物(c2)が、2−メチル−4−エチルイ
    ミダゾールである請求項1〜5いずれかに記載のエポキ
    シ樹脂組成物。
  7. 【請求項7】エポキシ樹脂(A)が一般式(III )であ
    るエポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜
    6いずれかのエポキシ樹脂組成物。 【化3】 (ただし式中のR1〜R8は水素原子、1価の有機基また
    はハロゲン原子を示す。)
  8. 【請求項8】一般式(II)を有する化合物が、式(II)に
    おいて、R1が2価のフェニル基、R2は水酸基を有する
    2価のフェニル基、R3が水酸基を有する1価のフェニ
    ル基であるものである請求項1〜7いずれかのエポキシ
    樹脂組成物。
  9. 【請求項9】一般式(II)を有する化合物が、式(II)に
    おいて、R1が2価のビフェニル基、R2は水酸基を有す
    る2価のフェニル基、R3が水酸基を有する1価のフェ
    ニル基であることを特徴とする請求項1〜7いずれかの
    エポキシ樹脂組成物。
  10. 【請求項10】半導体封止用である請求項1〜9いずれ
    かのエポキシ樹脂組成物。
  11. 【請求項11】請求項10記載のエポキシ樹脂組成物に
    よって半導体素子が封止された半導体装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6664344B1 (en) 1999-07-22 2003-12-16 Sumitomo Bakelite Company Limited Composition of polyepoxide, phenolic co-condensate and phosphonium-polyphenolic molecular association product
JP2012025805A (ja) * 2010-07-21 2012-02-09 Shin-Etsu Chemical 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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6664344B1 (en) 1999-07-22 2003-12-16 Sumitomo Bakelite Company Limited Composition of polyepoxide, phenolic co-condensate and phosphonium-polyphenolic molecular association product
JP2012025805A (ja) * 2010-07-21 2012-02-09 Shin-Etsu Chemical 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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