JPH10287797A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 - Google Patents
半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置Info
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- JPH10287797A JPH10287797A JP9855297A JP9855297A JPH10287797A JP H10287797 A JPH10287797 A JP H10287797A JP 9855297 A JP9855297 A JP 9855297A JP 9855297 A JP9855297 A JP 9855297A JP H10287797 A JPH10287797 A JP H10287797A
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】臭素系難燃剤、アンチモンを含有しない、成形
性、信頼性、難燃性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂
組成物及びそれを用いた半導体装置を提供すること。 【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂（Ｂ）硬化剤（Ｃ）酸
化モリブデン（Ｄ）無機充填材を必須成分とし、（Ｄ）
成分の無機充填材の含有量が樹脂組成物に対して、８５
〜９５重量％であるエポキシ樹脂組成を用いた半導体装
置。
性、信頼性、難燃性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂
組成物及びそれを用いた半導体装置を提供すること。 【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂（Ｂ）硬化剤（Ｃ）酸
化モリブデン（Ｄ）無機充填材を必須成分とし、（Ｄ）
成分の無機充填材の含有量が樹脂組成物に対して、８５
〜９５重量％であるエポキシ樹脂組成を用いた半導体装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性、成形性、
信頼性に優れた封止材及びそれを用いた半導体装置に関
する。
信頼性に優れた封止材及びそれを用いた半導体装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の封止は、生産性、コスト等
の面から樹脂封止が主流となっている。この封止用樹脂
は、電気的特性、コスト、作業性等に優れるエポキシ樹
脂組成物が主に用いられている。しかし、エポキシ樹脂
は難燃性が不充分なので通常、臭素化エポキシ樹脂を添
加して難燃性を向上させている。また、臭素系難燃剤と
相乗効果のあるアンチモン化合物（三酸化アンチモン、
五酸化アンチモン等）を併用している。近年、環境保護
の観点から、燃焼時にダイオキシンの生成が疑われる臭
素系難燃剤、及び発癌性の可能性が指摘されているアン
チモンに対する使用規制の要求が強まりつつある。この
要求に対し、種々の代替難燃剤が検討されてきた。例え
ば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属
水和物は充分な難燃性を発揮させるためには多量に添加
せねばならず、樹脂組成物の硬化性、強度等の劣化を招
いてしまう。また、燐酸エステル系難燃剤（窒素との併
用も含む）も種々の製品が提案されているが、成形性、
信頼性において半導体封止用途の要求に堪えるものはな
いのが実状である。
の面から樹脂封止が主流となっている。この封止用樹脂
は、電気的特性、コスト、作業性等に優れるエポキシ樹
脂組成物が主に用いられている。しかし、エポキシ樹脂
は難燃性が不充分なので通常、臭素化エポキシ樹脂を添
加して難燃性を向上させている。また、臭素系難燃剤と
相乗効果のあるアンチモン化合物（三酸化アンチモン、
五酸化アンチモン等）を併用している。近年、環境保護
の観点から、燃焼時にダイオキシンの生成が疑われる臭
素系難燃剤、及び発癌性の可能性が指摘されているアン
チモンに対する使用規制の要求が強まりつつある。この
要求に対し、種々の代替難燃剤が検討されてきた。例え
ば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属
水和物は充分な難燃性を発揮させるためには多量に添加
せねばならず、樹脂組成物の硬化性、強度等の劣化を招
いてしまう。また、燐酸エステル系難燃剤（窒素との併
用も含む）も種々の製品が提案されているが、成形性、
信頼性において半導体封止用途の要求に堪えるものはな
いのが実状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、臭素系難燃
剤、アンチモン化合物を含有しない、成形性、信頼性、
難燃性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそ
れを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
剤、アンチモン化合物を含有しない、成形性、信頼性、
難燃性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそ
れを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、エポ
キシ樹脂、フェノール硬化剤及び無機充填材を主成分と
する封止材において、難燃剤として酸化モリブデンを必
須成分として配合してなる半導体封止用エポキシ樹脂組
成物及びそれを用いた半導体装置に関する。これまでに
も酸化モリブデンは、発煙抑制剤として知られている
（特開昭５９−１８２５４６、特表平７−５０６６２３
号公報）。しかし、これらはその他の難燃剤（特に臭素
系難燃剤）の助剤あるいは発煙抑制剤としてであり、酸
化モリブデン単独でＵＬ９４Ｖ−０を達成した例は報告
されていない。筆者らは鋭意検討を重ねた結果、驚くべ
きことに上記組成にて製造されたエポキシ樹脂組成物
は、難燃剤として少量の酸化モリブデンを添加するだけ
で、ＵＬ９４Ｖ−０を達成することを発見した。以下、
詳細について説明する。
キシ樹脂、フェノール硬化剤及び無機充填材を主成分と
する封止材において、難燃剤として酸化モリブデンを必
須成分として配合してなる半導体封止用エポキシ樹脂組
成物及びそれを用いた半導体装置に関する。これまでに
も酸化モリブデンは、発煙抑制剤として知られている
（特開昭５９−１８２５４６、特表平７−５０６６２３
号公報）。しかし、これらはその他の難燃剤（特に臭素
系難燃剤）の助剤あるいは発煙抑制剤としてであり、酸
化モリブデン単独でＵＬ９４Ｖ−０を達成した例は報告
されていない。筆者らは鋭意検討を重ねた結果、驚くべ
きことに上記組成にて製造されたエポキシ樹脂組成物
は、難燃剤として少量の酸化モリブデンを添加するだけ
で、ＵＬ９４Ｖ−０を達成することを発見した。以下、
詳細について説明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明で用いられるエポキシ樹脂
としては、特に制限はないが、オルソクレゾールノボラ
ック型、ビフェニル型、ジシクロ型、等を単独又は併用
して用いることができるが、特にビフェニル型が好適で
ある。硬化剤としては、特に制限はないが、フェノール
ノボラック型、アラルキル型、テルペン型等を単独又は
併用して用いることができるが、特にアラルキル型が好
適である。硬化促進剤としては、特に制限はないが、テ
トラフェニルホスホニウム−テトラフェニルボレート、
トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンとベ
ンゾキノンの付加物、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，
４，０）−ウンデセン−７，２−フェニル−４メチル−
イミダゾール、トリフェニルホスホニウム−トリフェニ
ルボラン等を単独又は併用して用いることができるが、
特にトリフェニルホスフィンとベンゾキノンの付加物が
好適である。カップリング剤は、特に制限はないが、エ
ポキシシランが好適に用いられる。離型剤は、特に制限
はないが、高級脂肪酸例えばカルナバワックス等とポリ
エチレン系ワックスを単独又は併用して用いることがで
きるが、特に併用が好適である。
としては、特に制限はないが、オルソクレゾールノボラ
ック型、ビフェニル型、ジシクロ型、等を単独又は併用
して用いることができるが、特にビフェニル型が好適で
ある。硬化剤としては、特に制限はないが、フェノール
ノボラック型、アラルキル型、テルペン型等を単独又は
併用して用いることができるが、特にアラルキル型が好
適である。硬化促進剤としては、特に制限はないが、テ
トラフェニルホスホニウム−テトラフェニルボレート、
トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンとベ
ンゾキノンの付加物、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，
４，０）−ウンデセン−７，２−フェニル−４メチル−
イミダゾール、トリフェニルホスホニウム−トリフェニ
ルボラン等を単独又は併用して用いることができるが、
特にトリフェニルホスフィンとベンゾキノンの付加物が
好適である。カップリング剤は、特に制限はないが、エ
ポキシシランが好適に用いられる。離型剤は、特に制限
はないが、高級脂肪酸例えばカルナバワックス等とポリ
エチレン系ワックスを単独又は併用して用いることがで
きるが、特に併用が好適である。
【０００６】無機充填材は、８５〜９５ｗｔ％配合さ
れ、充填材形状は５０％以上球状であれば特に制限はな
いが、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ等を単独及び
併用して用いることができる。特に球状溶融シリカが好
適である。充填材量が８５重量％以下では難燃性が低下
するし、９５重量％以上では流動性に問題が出易い。特
に８９〜９５重量％の範囲が好適である。難燃剤として
は酸化モリブデンを用いる。好ましくは三酸化モリブデ
ンを用いる。樹脂組成物中の酸化モリブデンの含有量と
しては、０．１〜１０．０％が好ましい。０．１％より
も少なければ難燃性が不足するし、１０．０％よりも多
ければ成形性に問題が出易い。特に０．４〜５．０％の
範囲が好適に用いられる。その他の添加物としては、着
色剤（カーボンブラック等）、改質剤（シリコーン、シ
リコーンゴム等）、イオントラッパー（ハイドロタルサ
イト、アンチモン−ビスマス等）を用いることができ
る。以上のような原材料を用いて、成形材料を作製する
一般的な方法としては、所定の配合量の原材料混合物を
ミキサー等によって充分混合した後、熱ロール、押出機
等によって混練し、冷却、粉砕することによって成形材
料を得ることが出来る。本発明で得られるエポキシ樹脂
組成物を用いて、電子部品を封止する方法としては、低
圧トランスファ成形法が最も一般的であるが、インジェ
クション成形、圧縮成形、注型等の方法によっても可能
である。上記した手段を用いて製造したエポキシ樹脂組
成物は、臭素系難燃剤、アンチモン化合物を含有しない
ため環境に優しく、かつ成形性、信頼性に優れておりト
ランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ等の封止に好適に用いること
ができる。
れ、充填材形状は５０％以上球状であれば特に制限はな
いが、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ等を単独及び
併用して用いることができる。特に球状溶融シリカが好
適である。充填材量が８５重量％以下では難燃性が低下
するし、９５重量％以上では流動性に問題が出易い。特
に８９〜９５重量％の範囲が好適である。難燃剤として
は酸化モリブデンを用いる。好ましくは三酸化モリブデ
ンを用いる。樹脂組成物中の酸化モリブデンの含有量と
しては、０．１〜１０．０％が好ましい。０．１％より
も少なければ難燃性が不足するし、１０．０％よりも多
ければ成形性に問題が出易い。特に０．４〜５．０％の
範囲が好適に用いられる。その他の添加物としては、着
色剤（カーボンブラック等）、改質剤（シリコーン、シ
リコーンゴム等）、イオントラッパー（ハイドロタルサ
イト、アンチモン−ビスマス等）を用いることができ
る。以上のような原材料を用いて、成形材料を作製する
一般的な方法としては、所定の配合量の原材料混合物を
ミキサー等によって充分混合した後、熱ロール、押出機
等によって混練し、冷却、粉砕することによって成形材
料を得ることが出来る。本発明で得られるエポキシ樹脂
組成物を用いて、電子部品を封止する方法としては、低
圧トランスファ成形法が最も一般的であるが、インジェ
クション成形、圧縮成形、注型等の方法によっても可能
である。上記した手段を用いて製造したエポキシ樹脂組
成物は、臭素系難燃剤、アンチモン化合物を含有しない
ため環境に優しく、かつ成形性、信頼性に優れておりト
ランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ等の封止に好適に用いること
ができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１、２ 比較例１〜５ まず、表１に示す各種の素材を用い、実施例１、２及び
比較例１〜５は、各素材を予備混合（ドライブレンド）
した後、二軸ロール（ロール表面温度約８０℃）で１０
分間混練し、冷却粉砕して製造した。
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１、２ 比較例１〜５ まず、表１に示す各種の素材を用い、実施例１、２及び
比較例１〜５は、各素材を予備混合（ドライブレンド）
した後、二軸ロール（ロール表面温度約８０℃）で１０
分間混練し、冷却粉砕して製造した。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】この封止材を用い、トランスファー成形機
を用い、金型温度１８０℃、成形圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ
2 、硬化時間９０秒の条件で各試験を行った。スパイラ
ルフローは、ＥＭＭＩ１−６６により測定した。熱時硬
度はショア硬度計にて測定した。また、この封止材を用
いて、半導体素子をトランスファー成形機で同様の条件
で成形し、ポストキュア（１７５℃／５ｈ）後、耐湿性
と半田耐熱性を評価した。耐湿性に用いた半導体装置
は、ＳＯＰ−２８ピンであり、８５℃／８５ＲＨ％７２
時間吸湿＋２１５℃／９０秒（ＶＰＳ）の前処理後、Ｐ
ＣＴ（１２１℃／２気圧）に放置してＣｈｉｐ上配線の
有無を評価した。半田耐熱性に用いた半導体装置は、Ｑ
ＦＰ８０ピンの樹脂封止型半導体装置（外形寸法２０×
１４×２．０ｍｍ）であり、リードフレームは４２アロ
イ材（加工なし）で、８×１０ｍｍのチップサイズを有
するものである。このようにして得られた樹脂封止型半
導体装置について、半田耐熱性を以下に示す方法で測定
した。１２５℃／２４ｈベーキング後、８５℃／８５％
ＲＨで所定の時間吸湿した後、２４０℃／１０ｓｅｃの
処理を行った時の樹脂封止型半導体装置のクラック発生
率を求めた。上記の試験結果をまとめて表３に示す。
を用い、金型温度１８０℃、成形圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ
2 、硬化時間９０秒の条件で各試験を行った。スパイラ
ルフローは、ＥＭＭＩ１−６６により測定した。熱時硬
度はショア硬度計にて測定した。また、この封止材を用
いて、半導体素子をトランスファー成形機で同様の条件
で成形し、ポストキュア（１７５℃／５ｈ）後、耐湿性
と半田耐熱性を評価した。耐湿性に用いた半導体装置
は、ＳＯＰ−２８ピンであり、８５℃／８５ＲＨ％７２
時間吸湿＋２１５℃／９０秒（ＶＰＳ）の前処理後、Ｐ
ＣＴ（１２１℃／２気圧）に放置してＣｈｉｐ上配線の
有無を評価した。半田耐熱性に用いた半導体装置は、Ｑ
ＦＰ８０ピンの樹脂封止型半導体装置（外形寸法２０×
１４×２．０ｍｍ）であり、リードフレームは４２アロ
イ材（加工なし）で、８×１０ｍｍのチップサイズを有
するものである。このようにして得られた樹脂封止型半
導体装置について、半田耐熱性を以下に示す方法で測定
した。１２５℃／２４ｈベーキング後、８５℃／８５％
ＲＨで所定の時間吸湿した後、２４０℃／１０ｓｅｃの
処理を行った時の樹脂封止型半導体装置のクラック発生
率を求めた。上記の試験結果をまとめて表３に示す。
【００１１】
【表３】 ＊１ 耐熱性：断線不良率が５０％に達するまでの時
間。 ＊２ 半田耐熱性：外観クラックが発生するまでの吸湿
時間。
間。 ＊２ 半田耐熱性：外観クラックが発生するまでの吸湿
時間。
【００１２】
【発明の効果】エポキシ樹脂、フェノール硬化剤及び無
機充填材を主成分とする半導体素子封止用エポキシ樹脂
組成物において、難燃剤として酸化モリブデンを必須成
分として配合することにより、臭素系難燃剤、アンチモ
ン化合物を含有することなく難燃性ＵＬ９４Ｖ−０を満
足し、信頼性、成形性に優れ、且つ環境に対する影響が
極めて小さい成形材料を得ることができる。また、この
成形材料を用いて半導体素子を封止することで、信頼
性、難燃性に優れた半導体装置を得ることができる。
機充填材を主成分とする半導体素子封止用エポキシ樹脂
組成物において、難燃剤として酸化モリブデンを必須成
分として配合することにより、臭素系難燃剤、アンチモ
ン化合物を含有することなく難燃性ＵＬ９４Ｖ−０を満
足し、信頼性、成形性に優れ、且つ環境に対する影響が
極めて小さい成形材料を得ることができる。また、この
成形材料を用いて半導体素子を封止することで、信頼
性、難燃性に優れた半導体装置を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31
Claims (6)
- 【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂（Ｂ）硬化剤（Ｃ）酸
化モリブデン（Ｄ）無機充填材を必須成分とし、（Ｄ）
成分の無機充填材の含有量が樹脂組成物に対して、８５
〜９５重量％であ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】（Ｃ）成分の酸化モリブデンの含有量が樹
脂組成物全体に対して、０．１〜１０．０重量％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。 - 【請求項３】（Ａ）成分のエポキシ樹脂がビフェニル型
エポキシ化合物である請求項１又は２記載の半導体封止
用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項４】（Ｂ）成分の硬化剤がパラキシリレン変性
フェノール樹脂である請求項１、２又は３記載の半導体
封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項５】（Ｄ）成分の無機充填材の含有量が８９〜
９５重量％である請求項１、２、３又は４記載の半導体
封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項６】請求項１、２、３、４又は５のいずれかに
記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導
体素子を封止してなることを特徴とする樹脂封止型半導
体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9855297A JPH10287797A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9855297A JPH10287797A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10287797A true JPH10287797A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14222861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9855297A Pending JPH10287797A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10287797A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7095125B2 (en) | 1999-04-26 | 2006-08-22 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Semiconductor encapsulating epoxy resin composition and semiconductor device |
-
1997
- 1997-04-16 JP JP9855297A patent/JPH10287797A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7095125B2 (en) | 1999-04-26 | 2006-08-22 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Semiconductor encapsulating epoxy resin composition and semiconductor device |
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