JPH1053694A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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- JPH1053694A JPH1053694A JP22602396A JP22602396A JPH1053694A JP H1053694 A JPH1053694 A JP H1053694A JP 22602396 A JP22602396 A JP 22602396A JP 22602396 A JP22602396 A JP 22602396A JP H1053694 A JPH1053694 A JP H1053694A
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- JP
- Japan
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- epoxy resin
- resin composition
- inorganic filler
- semiconductor device
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流動性、バリ発生抑制といった成形性が良好
であると共に、低吸湿性で耐リフロー性に優れた硬化物
を与え、成形性に優れた信頼性の高い半導体製品を生産
性良く製造することを可能とし得るエポキシ樹脂組成物
及び半導体装置を得る。 【解決手段】 エポキシ樹脂、硬化剤及び無機質充填剤
を含有するエポキシ樹脂組成物において、無機質充填剤
として、９７重量％以上が粒径２５μｍ以下で、かつ平
均粒径が２．５μｍ未満であり、予めエポキシ樹脂及び
／又は硬化剤と均一混合処理した微細溶融シリカを全無
機質充填剤中に少なくとも１重量％以上含むものを使用
する。上記エポキシ樹脂組成物の硬化物で半導体装置を
封止する。
であると共に、低吸湿性で耐リフロー性に優れた硬化物
を与え、成形性に優れた信頼性の高い半導体製品を生産
性良く製造することを可能とし得るエポキシ樹脂組成物
及び半導体装置を得る。 【解決手段】 エポキシ樹脂、硬化剤及び無機質充填剤
を含有するエポキシ樹脂組成物において、無機質充填剤
として、９７重量％以上が粒径２５μｍ以下で、かつ平
均粒径が２．５μｍ未満であり、予めエポキシ樹脂及び
／又は硬化剤と均一混合処理した微細溶融シリカを全無
機質充填剤中に少なくとも１重量％以上含むものを使用
する。上記エポキシ樹脂組成物の硬化物で半導体装置を
封止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装用パッケ
ージの成形時において高い信頼性を有する硬化物を与え
るエポキシ樹脂組成物及びこの硬化物で封止された半導
体装置に関する。
ージの成形時において高い信頼性を有する硬化物を与え
るエポキシ樹脂組成物及びこの硬化物で封止された半導
体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体産業の中では樹脂封止型のダイオード、トランジ
スター、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩが主流となっており、
中でもエポキシ樹脂、硬化剤及びこれに各種添加剤を配
合したエポキシ樹脂組成物は、一般に他の熱硬化性樹脂
に比べ成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿性等
に優れているため、エポキシ樹脂組成物で半導体装置を
封止することが多く行われている。
半導体産業の中では樹脂封止型のダイオード、トランジ
スター、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩが主流となっており、
中でもエポキシ樹脂、硬化剤及びこれに各種添加剤を配
合したエポキシ樹脂組成物は、一般に他の熱硬化性樹脂
に比べ成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿性等
に優れているため、エポキシ樹脂組成物で半導体装置を
封止することが多く行われている。
【０００３】最近においては、これらの半導体装置は集
積度が益々大きくなり、それに応じてチップ寸法も大き
くなりつつある。一方、これに対してパッケージ外形寸
法は電子機器の小型化、軽量化の要求に伴い、小型化、
薄型化が進んでいる。更に、半導体部品を回路基板へ取
り付ける方法も、基板上の部品の高密度化のため半導体
部品の表面実装が幅広く行われるようになってきた。
積度が益々大きくなり、それに応じてチップ寸法も大き
くなりつつある。一方、これに対してパッケージ外形寸
法は電子機器の小型化、軽量化の要求に伴い、小型化、
薄型化が進んでいる。更に、半導体部品を回路基板へ取
り付ける方法も、基板上の部品の高密度化のため半導体
部品の表面実装が幅広く行われるようになってきた。
【０００４】しかしながら、半導体装置を表面実装する
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融する高温ゾーンを通過させる方法が一般的である
が、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生
したり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に
剥離が生じたりする。このようなクラックや剥離は、表
面実装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿
していると更に顕著なものとなるため、吸湿量を抑える
目的で無機質充填剤の高充填化が検討されている。
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融する高温ゾーンを通過させる方法が一般的である
が、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生
したり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に
剥離が生じたりする。このようなクラックや剥離は、表
面実装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿
していると更に顕著なものとなるため、吸湿量を抑える
目的で無機質充填剤の高充填化が検討されている。
【０００５】更に、薄型のパッケージ等を成形する際に
確実に充填させるためには、封止樹脂を低粘度化しなけ
ればならず、成形時のバリ発生が連続成形性や、金型汚
れ、未充填等の成形時の信頼性を大きく損なう場合があ
る。
確実に充填させるためには、封止樹脂を低粘度化しなけ
ればならず、成形時のバリ発生が連続成形性や、金型汚
れ、未充填等の成形時の信頼性を大きく損なう場合があ
る。
【０００６】このため、これらの問題に対処する手段と
して、エポキシ樹脂組成物に種々の粒径のシリカを添加
したり、高粘度のエポキシ樹脂やフェノール樹脂を用い
る等の方法が知られているが、これらの方法では流動性
の低下や耐半田リフロー性の低下等が見られ、最近の益
々高度化した半導体装置の封止に対する要求を完全に満
たすことは難しい。
して、エポキシ樹脂組成物に種々の粒径のシリカを添加
したり、高粘度のエポキシ樹脂やフェノール樹脂を用い
る等の方法が知られているが、これらの方法では流動性
の低下や耐半田リフロー性の低下等が見られ、最近の益
々高度化した半導体装置の封止に対する要求を完全に満
たすことは難しい。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、流動性が良好であり、かつ表面実装用パッケージの
耐半田リフロー性及び成形性に優れた硬化物を与え、こ
の硬化物で封止することにより信頼性の高い半導体装置
を与える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ことを目的とする。
で、流動性が良好であり、かつ表面実装用パッケージの
耐半田リフロー性及び成形性に優れた硬化物を与え、こ
の硬化物で封止することにより信頼性の高い半導体装置
を与える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ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、エポキシ樹脂、硬化剤及び無機質充填剤を含有する
エポキシ樹脂組成物において、無機質充填剤として、９
７重量％以上が粒径２５μｍ以下で、かつ平均粒径が
２．５μｍ未満であり、予めエポキシ樹脂及び／又は硬
化剤と均一混合処理した微細溶融シリカを全無機質充填
剤中に少なくとも１重量％以上含むものを使用すること
により、比表面積が大きく、比重が小さく、単純配合で
はエポキシ樹脂やフェノール樹脂等のレジン成分との均
一分散性が困難である微細溶融シリカを上記レジン成分
と均一混合することができ、これにより流動性が良好で
あり、かつ成形時のバリ発生を抑制し得、成形性に優れ
ている上、低吸湿性で表面実装用パッケージの耐半田リ
フロー性に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物が
得られること、そしてその硬化物で封止することにより
信頼性の高い半導体装置を生産性良く製造可能であるこ
とを知見し、本発明をなすに至った。
発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、エポキシ樹脂、硬化剤及び無機質充填剤を含有する
エポキシ樹脂組成物において、無機質充填剤として、９
７重量％以上が粒径２５μｍ以下で、かつ平均粒径が
２．５μｍ未満であり、予めエポキシ樹脂及び／又は硬
化剤と均一混合処理した微細溶融シリカを全無機質充填
剤中に少なくとも１重量％以上含むものを使用すること
により、比表面積が大きく、比重が小さく、単純配合で
はエポキシ樹脂やフェノール樹脂等のレジン成分との均
一分散性が困難である微細溶融シリカを上記レジン成分
と均一混合することができ、これにより流動性が良好で
あり、かつ成形時のバリ発生を抑制し得、成形性に優れ
ている上、低吸湿性で表面実装用パッケージの耐半田リ
フロー性に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物が
得られること、そしてその硬化物で封止することにより
信頼性の高い半導体装置を生産性良く製造可能であるこ
とを知見し、本発明をなすに至った。
【０００９】従って、本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤
及び無機質充填剤を含有するエポキシ樹脂組成物におい
て、無機質充填剤として、９７重量％以上が粒径２５μ
ｍ以下で、かつ平均粒径が２．５μｍ未満であり、予め
エポキシ樹脂及び／又は硬化剤と均一混合処理した微細
溶融シリカを全無機質充填剤中に少なくとも１重量％以
上含むものを使用することを特徴とするエポキシ樹脂組
成物、及びこのエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止され
た半導体装置を提供する。
及び無機質充填剤を含有するエポキシ樹脂組成物におい
て、無機質充填剤として、９７重量％以上が粒径２５μ
ｍ以下で、かつ平均粒径が２．５μｍ未満であり、予め
エポキシ樹脂及び／又は硬化剤と均一混合処理した微細
溶融シリカを全無機質充填剤中に少なくとも１重量％以
上含むものを使用することを特徴とするエポキシ樹脂組
成物、及びこのエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止され
た半導体装置を提供する。
【００１０】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬
化剤及び無機質充填剤を必須成分として含有してなるも
のである。
と、本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬
化剤及び無機質充填剤を必須成分として含有してなるも
のである。
【００１１】ここで、エポキシ樹脂としては、その分子
中にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物である限
り、分子構造、分子量等は特に限定されず、具体的には
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、ビスフェノール型エポキシ樹脂、アラルキ
ル型エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹脂、ジシクロペ
ンタジエン含有エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキ
シ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、これらにハロゲン原子
を導入したエポキシ樹脂等を例示することができる。
中にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物である限
り、分子構造、分子量等は特に限定されず、具体的には
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、ビスフェノール型エポキシ樹脂、アラルキ
ル型エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹脂、ジシクロペ
ンタジエン含有エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキ
シ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、これらにハロゲン原子
を導入したエポキシ樹脂等を例示することができる。
【００１２】本発明では、エポキシ樹脂として特に下記
一般式（１）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂を使
用することが望ましい。
一般式（１）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂を使
用することが望ましい。
【００１３】
【化２】 （但し、式中Ｒ は水素原子、ハロゲン原子又は炭素数１
〜５のアルキル基であり、ｑは０〜５の整数である。）
〜５のアルキル基であり、ｑは０〜５の整数である。）
【００１４】上記式（１）において、Ｒとしては、水素
原子、臭素原子、塩素原子、フッ素原子等のハロゲン原
子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペン
チル基等の炭素数１〜５のアルキル基が挙げられる。
原子、臭素原子、塩素原子、フッ素原子等のハロゲン原
子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペン
チル基等の炭素数１〜５のアルキル基が挙げられる。
【００１５】式（１）のビフェニル型エポキシ樹脂の配
合量は、組成物中に配合するエポキシ樹脂全体の２０重
量％以上、特に５０重量％以上の範囲とすることが好ま
しい。式（１）のビフェニル型エポキシ樹脂の配合量が
２０重量％に満たないと、低吸湿化が得られない場合が
あり、吸湿後の熱衝撃時の耐クラック性が十分改善され
ない上、高流動性が得られないため、成形性、硬化特性
等に劣る場合がある。
合量は、組成物中に配合するエポキシ樹脂全体の２０重
量％以上、特に５０重量％以上の範囲とすることが好ま
しい。式（１）のビフェニル型エポキシ樹脂の配合量が
２０重量％に満たないと、低吸湿化が得られない場合が
あり、吸湿後の熱衝撃時の耐クラック性が十分改善され
ない上、高流動性が得られないため、成形性、硬化特性
等に劣る場合がある。
【００１６】次に、硬化剤としては、１分中にエポキシ
基と反応する官能基を２個以上有する化合物である限
り、分子構造、分子量は特に限定されず、無水トリメリ
ット酸、無水テトラヒドロフタル酸等の酸無水物や、ア
ミン系硬化物、フェノールノボラック樹脂、レゾール型
フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型樹脂、多官
能型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノー
ル樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、フェノール
アラルキル樹脂等が挙げられるが、これらの中でもナフ
タレン環含有フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹
脂が好適に使用される。
基と反応する官能基を２個以上有する化合物である限
り、分子構造、分子量は特に限定されず、無水トリメリ
ット酸、無水テトラヒドロフタル酸等の酸無水物や、ア
ミン系硬化物、フェノールノボラック樹脂、レゾール型
フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型樹脂、多官
能型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノー
ル樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、フェノール
アラルキル樹脂等が挙げられるが、これらの中でもナフ
タレン環含有フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹
脂が好適に使用される。
【００１７】ナフタレン環含有フェノール樹脂、フェノ
ールアラルキル樹脂としては、それぞれ下記化合物を挙
げることができる。
ールアラルキル樹脂としては、それぞれ下記化合物を挙
げることができる。
【００１８】
【化３】 （但し、Ｒ1は水素原子、塩素、臭素等のハロゲン原子
又は炭素数１〜５のアルキル基を示し、ｍは０〜３の整
数、ｋ及びｇは０又は１以上の整数、ｐは１以上の整数
である。）
又は炭素数１〜５のアルキル基を示し、ｍは０〜３の整
数、ｋ及びｇは０又は１以上の整数、ｐは１以上の整数
である。）
【００１９】
【化４】
【００２０】ここで、ナフタレン環含有フェノール樹
脂、フェノールアラルキル樹脂の配合量は、フェノール
樹脂全体の１０〜１００％（重量％、以下同様）、好ま
しくは１０〜９０％、特に２０〜７０％の使用が好まし
く、配合量が１０％に満たないと低吸湿性が得られない
場合がある。
脂、フェノールアラルキル樹脂の配合量は、フェノール
樹脂全体の１０〜１００％（重量％、以下同様）、好ま
しくは１０〜９０％、特に２０〜７０％の使用が好まし
く、配合量が１０％に満たないと低吸湿性が得られない
場合がある。
【００２１】本発明において、硬化剤の配合量は常用量
であるが、硬化剤としてフェノール樹脂を使用した場
合、全エポキシ樹脂中のエポキシ基の量（ａ）とフェノ
ール性水酸基の量（ｂ）とのモル比を（ａ）／（ｂ）＝
０．５〜１．５、特に０．８〜１．２の範囲とする配合
が好ましく、配合比が上記範囲外になると硬化性、耐ク
ラック性、吸湿性に劣る場合がある。
であるが、硬化剤としてフェノール樹脂を使用した場
合、全エポキシ樹脂中のエポキシ基の量（ａ）とフェノ
ール性水酸基の量（ｂ）とのモル比を（ａ）／（ｂ）＝
０．５〜１．５、特に０．８〜１．２の範囲とする配合
が好ましく、配合比が上記範囲外になると硬化性、耐ク
ラック性、吸湿性に劣る場合がある。
【００２２】本発明では、硬化触媒を配合することがで
きる。硬化触媒としては、エポキシ樹脂と硬化剤の反応
を促進するものであれば分子量、分子構造は特に限定さ
れず、例えばイミダゾール化合物、アミン系硬化促進
剤、リン系化合物等が挙げられるが、耐湿信頼性の高い
エポキシ樹脂組成物を得るためにはリン系化合物を用い
ることが望ましい。また、硬化触媒の配合量は特に制限
はないが、エポキシ樹脂及び硬化剤の合計量１００部
（重量部、以下同様）に対して０．２〜５部、特に０．
４〜３部とすることが好ましい。
きる。硬化触媒としては、エポキシ樹脂と硬化剤の反応
を促進するものであれば分子量、分子構造は特に限定さ
れず、例えばイミダゾール化合物、アミン系硬化促進
剤、リン系化合物等が挙げられるが、耐湿信頼性の高い
エポキシ樹脂組成物を得るためにはリン系化合物を用い
ることが望ましい。また、硬化触媒の配合量は特に制限
はないが、エポキシ樹脂及び硬化剤の合計量１００部
（重量部、以下同様）に対して０．２〜５部、特に０．
４〜３部とすることが好ましい。
【００２３】本発明で使用される無機質充填剤として
は、９７％以上が粒径２５μｍ以下で、かつ平均粒径が
２．５μｍ未満であり、予めエポキシ樹脂及び／又は硬
化剤と均一混合処理した微細溶融シリカを全無機質充填
剤中に少なくとも１％以上含むものを使用する。
は、９７％以上が粒径２５μｍ以下で、かつ平均粒径が
２．５μｍ未満であり、予めエポキシ樹脂及び／又は硬
化剤と均一混合処理した微細溶融シリカを全無機質充填
剤中に少なくとも１％以上含むものを使用する。
【００２４】ここで、微細溶融シリカとしては、９７％
以上、好ましくは９８〜１００％が粒径２５μｍ以下で
あり、平均粒径（例えばＸ線回折法による重量平均とし
て）が２．５μｍ未満、好ましくは０．１〜２．４μ
ｍ、より好ましくは０．５〜２．２μｍ程度であるもの
を使用する。この範囲外であると、流動性が低下した
り、バリ発生を抑えることができない。
以上、好ましくは９８〜１００％が粒径２５μｍ以下で
あり、平均粒径（例えばＸ線回折法による重量平均とし
て）が２．５μｍ未満、好ましくは０．１〜２．４μ
ｍ、より好ましくは０．５〜２．２μｍ程度であるもの
を使用する。この範囲外であると、流動性が低下した
り、バリ発生を抑えることができない。
【００２５】本発明において上記微細溶融シリカは、予
めエポキシ樹脂及び／又は硬化剤と均一混合処理する。
この場合、均一混合処理は、ミキサー等によって十分混
合した後、熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等に
より１００〜１２０℃で溶融混合処理を行うのが好適で
ある。
めエポキシ樹脂及び／又は硬化剤と均一混合処理する。
この場合、均一混合処理は、ミキサー等によって十分混
合した後、熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等に
より１００〜１２０℃で溶融混合処理を行うのが好適で
ある。
【００２６】また、上記処理した微細溶融シリカは、全
無機質充填剤中に少なくとも１％以上、通常１〜５０
％、好ましくは３〜２５％、より好ましくは５〜１５％
含むことが必要であり、前処理した微細溶融シリカの含
有量が１％に満たないと流動性が低下したり、バリ発生
を抑えることができない。
無機質充填剤中に少なくとも１％以上、通常１〜５０
％、好ましくは３〜２５％、より好ましくは５〜１５％
含むことが必要であり、前処理した微細溶融シリカの含
有量が１％に満たないと流動性が低下したり、バリ発生
を抑えることができない。
【００２７】更に、上記微細溶融シリカの配合量は、組
成物全体の１〜１５％、特に２〜７％の範囲とすること
が、流動性、バリ発生の点から好適である。
成物全体の１〜１５％、特に２〜７％の範囲とすること
が、流動性、バリ発生の点から好適である。
【００２８】なお、通常、微細溶融シリカは、比表面積
が大きく、比重の小さいことから、単純配合では他成分
との均一分散性、特にエポキシ樹脂やフェノール樹脂と
いったレジン成分との均一分散が困難であり、このため
微細溶融シリカを単純配合すると、十分な流動性、バリ
発生の抑制、耐半田リフロー性が得られない場合があっ
たが、このような処理を行った微細溶融シリカを上記範
囲で含有する無機質充填剤を使用すると、これら問題点
が解決され、流動性が良好で、成形性、耐半田リフロー
性に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物を得るこ
とができるものである。
が大きく、比重の小さいことから、単純配合では他成分
との均一分散性、特にエポキシ樹脂やフェノール樹脂と
いったレジン成分との均一分散が困難であり、このため
微細溶融シリカを単純配合すると、十分な流動性、バリ
発生の抑制、耐半田リフロー性が得られない場合があっ
たが、このような処理を行った微細溶融シリカを上記範
囲で含有する無機質充填剤を使用すると、これら問題点
が解決され、流動性が良好で、成形性、耐半田リフロー
性に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物を得るこ
とができるものである。
【００２９】本発明において、上記微細溶融シリカ以外
の無機質充填剤としては、通常エポキシ樹脂組成物に配
合されるものを使用することができる。具体的には、結
晶性シリカ、溶融シリカ、窒化アルミニウム、窒化珪
素、炭化珪素、アルミナ、ボロンナイトライド、酸化チ
タン、ガラス繊維等が挙げられ、中でも溶融シリカが好
適である。
の無機質充填剤としては、通常エポキシ樹脂組成物に配
合されるものを使用することができる。具体的には、結
晶性シリカ、溶融シリカ、窒化アルミニウム、窒化珪
素、炭化珪素、アルミナ、ボロンナイトライド、酸化チ
タン、ガラス繊維等が挙げられ、中でも溶融シリカが好
適である。
【００３０】これら無機質充填剤の平均粒径や形状は特
に限定されないが、平均粒径が３〜１５μｍであるもの
が好ましく、また高充填化やチップ表面に対する応力を
小さくするため球状のものが好ましく使用される。な
お、無機質充填剤は樹脂とその表面の結合強度を強くす
るため、シランカップリング剤、チタネートカップリン
グ剤等のカップリング剤で予め表面処理したものを使用
することが低吸水性、耐熱衝撃性及び耐クラック性を向
上させる点で好ましい。
に限定されないが、平均粒径が３〜１５μｍであるもの
が好ましく、また高充填化やチップ表面に対する応力を
小さくするため球状のものが好ましく使用される。な
お、無機質充填剤は樹脂とその表面の結合強度を強くす
るため、シランカップリング剤、チタネートカップリン
グ剤等のカップリング剤で予め表面処理したものを使用
することが低吸水性、耐熱衝撃性及び耐クラック性を向
上させる点で好ましい。
【００３１】上記した微細溶融シリカを含めた無機質充
填剤の合計配合量は特に制限されないが、エポキシ樹脂
及び硬化剤の合計量１００部に対して１００〜１３００
部、特に２００〜９００部の範囲とすることが好まし
い。
填剤の合計配合量は特に制限されないが、エポキシ樹脂
及び硬化剤の合計量１００部に対して１００〜１３００
部、特に２００〜９００部の範囲とすることが好まし
い。
【００３２】本発明の組成物には、本発明の目的に反し
ない限度において、更に必要に応じてその他の各種添加
剤を配合することができる。添加剤は用途に応じて適宜
選択されるが、例えば熱可塑性樹脂、熱可塑性エラスト
マー、有機合成ゴム、シリコーン系の金属塩等の低応力
剤、カルナバワックス等のワックス類、ステアリン酸等
の脂肪酸やそのエステル、金属塩等の離型剤、カーボン
ブラック、コバルトブルー、ベンガラ等の顔料、酸化ア
ンチモン、ハロゲン化合物等の難燃化剤、グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング
剤、アルキルチタネート類等の表面処理剤、老化防止
剤、その他の添加剤の１種又は２種以上を配合すること
ができる。
ない限度において、更に必要に応じてその他の各種添加
剤を配合することができる。添加剤は用途に応じて適宜
選択されるが、例えば熱可塑性樹脂、熱可塑性エラスト
マー、有機合成ゴム、シリコーン系の金属塩等の低応力
剤、カルナバワックス等のワックス類、ステアリン酸等
の脂肪酸やそのエステル、金属塩等の離型剤、カーボン
ブラック、コバルトブルー、ベンガラ等の顔料、酸化ア
ンチモン、ハロゲン化合物等の難燃化剤、グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング
剤、アルキルチタネート類等の表面処理剤、老化防止
剤、その他の添加剤の１種又は２種以上を配合すること
ができる。
【００３３】本発明のエポキシ樹脂組成物を成形材料と
して調製する場合の一般的な方法としては、上記の必須
成分とその他の添加剤を所定の組成比で配合し、これを
ミキサー等によって十分混合した後、熱ロール、ニーダ
ー、エクストルーダー等による溶融混合処理を行い、次
いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料と
することができる。このようにして得られた成形材料
は、半導体装置をはじめとする電子部品又は電気部品の
封止、被覆に用いることにより、高温高湿下での優れた
信頼性を付与させることができる。
して調製する場合の一般的な方法としては、上記の必須
成分とその他の添加剤を所定の組成比で配合し、これを
ミキサー等によって十分混合した後、熱ロール、ニーダ
ー、エクストルーダー等による溶融混合処理を行い、次
いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料と
することができる。このようにして得られた成形材料
は、半導体装置をはじめとする電子部品又は電気部品の
封止、被覆に用いることにより、高温高湿下での優れた
信頼性を付与させることができる。
【００３４】本発明の半導体装置は、上記の封止用樹脂
組成物を用いて半導体素子を封止することにより容易に
製造することができる。ここで、封止を行う半導体素子
としては、例えば集積回路、演算回路、トランジスタ、
サイリスタ、ダイオード等が挙げられるが、特に限定さ
れるものではない。封止の最も一般的な方法としては、
トランスファー成形法が挙げられる。この場合、エポキ
シ樹脂組成物の成形温度は１５０〜１８０℃で３０〜１
８０秒間、ポストキュアーは１５０〜１８０℃で２〜１
６時間行うことが望ましい。
組成物を用いて半導体素子を封止することにより容易に
製造することができる。ここで、封止を行う半導体素子
としては、例えば集積回路、演算回路、トランジスタ、
サイリスタ、ダイオード等が挙げられるが、特に限定さ
れるものではない。封止の最も一般的な方法としては、
トランスファー成形法が挙げられる。この場合、エポキ
シ樹脂組成物の成形温度は１５０〜１８０℃で３０〜１
８０秒間、ポストキュアーは１５０〜１８０℃で２〜１
６時間行うことが望ましい。
【００３５】また、上記エポキシ樹脂組成物は、成形の
後に更に加熱して後硬化させることが好ましい。ここ
で、後硬化は１５０℃以上の加熱条件で行うことが望ま
しい。
後に更に加熱して後硬化させることが好ましい。ここ
で、後硬化は１５０℃以上の加熱条件で行うことが望ま
しい。
【００３６】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、流動
性、バリ発生抑制といった成形性が良好であると共に、
低吸湿性で耐リフロー性に優れた硬化物を与え、このエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物でＩＣ、ＬＳＩ、トランジス
タ等のパッケージを封止すると、成形性に優れた信頼性
の高い半導体製品を生産性良く製造することができる。
性、バリ発生抑制といった成形性が良好であると共に、
低吸湿性で耐リフロー性に優れた硬化物を与え、このエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物でＩＣ、ＬＳＩ、トランジス
タ等のパッケージを封止すると、成形性に優れた信頼性
の高い半導体製品を生産性良く製造することができる。
【００３７】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。なお、各例中の部はいずれも重量部であ
る。
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。なお、各例中の部はいずれも重量部であ
る。
【００３８】〔実施例１〜６、比較例１〜３〕表１に示
すエポキシ樹脂、フェノール樹脂及び下記に示す微細溶
融シリカを表２に示す割合で使用し、更に下記方法で予
備混合（１）又は（２）を行い、また硬化触媒としてト
リフェニルホスフィン１部、三酸化アンチモン１０部、
カルナバワックス１．２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部、
下記に示す溶融球状シリカ（Ｉ）４００部、溶融球状シ
リカ（ＩＩ）４００部、溶融球状シリカ（ＩＩＩ）８０
部（但し、微細溶融シリカの添加量に応じて各シリカ
（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を等比率で減らし、無機質充填剤の
全配合量（即ち、微細溶融シリカと溶融球状シリカの合
計量）を同一の８８０部とする）を熱２本ロールにて均
一に溶融混合し、冷却、粉砕してエポキシ樹脂組成物
（実施例１〜６）を得た。
すエポキシ樹脂、フェノール樹脂及び下記に示す微細溶
融シリカを表２に示す割合で使用し、更に下記方法で予
備混合（１）又は（２）を行い、また硬化触媒としてト
リフェニルホスフィン１部、三酸化アンチモン１０部、
カルナバワックス１．２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部、
下記に示す溶融球状シリカ（Ｉ）４００部、溶融球状シ
リカ（ＩＩ）４００部、溶融球状シリカ（ＩＩＩ）８０
部（但し、微細溶融シリカの添加量に応じて各シリカ
（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を等比率で減らし、無機質充填剤の
全配合量（即ち、微細溶融シリカと溶融球状シリカの合
計量）を同一の８８０部とする）を熱２本ロールにて均
一に溶融混合し、冷却、粉砕してエポキシ樹脂組成物
（実施例１〜６）を得た。
【００３９】また、下記の予備混合をせず、通常の方法
で各成分を混合して表２に示す組成のエポキシ樹脂組成
物（比較例１〜３）を得た。
で各成分を混合して表２に示す組成のエポキシ樹脂組成
物（比較例１〜３）を得た。
【００４０】
【表１】
【００４１】微細溶融シリカ シリカＡ：比表面積６．３ｍ2／ｇ，平均粒径０．５μ
ｍ 粒径２５μｍ以下の粒子含有率９９％ シリカＢ：比表面積３３ｍ2／ｇ，平均粒径２．１μｍ 粒径２５μｍ以下の粒子含有率９８％ シリカＣ：比表面積５．５ｍ2／ｇ，平均粒径２．０μ
ｍ 粒径２５μｍ以下の粒子含有率９７％溶融球状シリカ （Ｉ）比表面積１．４ｍ2／ｇ，平均粒径１５μｍの球
状シリカ （ＩＩ）比表面積２．５ｍ2／ｇ，平均粒径１０μｍの
球状シリカ （ＩＩＩ）比表面積１０ｍ2／ｇ，平均粒径１．０μｍ
の球状シリカ予備混合方法 方法（１）：エポキシ樹脂、フェノール樹脂と上記微細
溶融シリカを１１０〜１２０℃にて５〜１５分溶融混合
し、冷却後粉砕する。 方法（２）：フェノール樹脂と上記微細溶融シリカを１
１０〜１２０℃にて５〜１５分溶融混合し、冷却後粉砕
する。
ｍ 粒径２５μｍ以下の粒子含有率９９％ シリカＢ：比表面積３３ｍ2／ｇ，平均粒径２．１μｍ 粒径２５μｍ以下の粒子含有率９８％ シリカＣ：比表面積５．５ｍ2／ｇ，平均粒径２．０μ
ｍ 粒径２５μｍ以下の粒子含有率９７％溶融球状シリカ （Ｉ）比表面積１．４ｍ2／ｇ，平均粒径１５μｍの球
状シリカ （ＩＩ）比表面積２．５ｍ2／ｇ，平均粒径１０μｍの
球状シリカ （ＩＩＩ）比表面積１０ｍ2／ｇ，平均粒径１．０μｍ
の球状シリカ予備混合方法 方法（１）：エポキシ樹脂、フェノール樹脂と上記微細
溶融シリカを１１０〜１２０℃にて５〜１５分溶融混合
し、冷却後粉砕する。 方法（２）：フェノール樹脂と上記微細溶融シリカを１
１０〜１２０℃にて５〜１５分溶融混合し、冷却後粉砕
する。
【００４２】得られた組成物及びその硬化物につき、以
下の諸試験を行った。結果を表２に示す。 （イ）スパイラルフロー ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して１７５℃、７０ｋ
ｇ／ｃｍ2の条件で測定した。 （ロ）溶融粘度 島津製作所社製の高化式フローテスターを用いて、ノズ
ル寸法直径１ｍｍ×長さ１０ｍｍ、荷重１０ｋｇ、サン
プル量３ｇ、温度１７５℃にてフローレートを測定し、
最低溶融粘度を求めた。 （ハ）曲げ強さ及び曲げ弾性率 ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準じて１８０℃、７０ｋｇ／ｃｍ
2、成形時間２分の条件で１０×４×１００ｍｍの曲げ
試験片を成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした
ものについて２１５℃で測定した。 （ニ）線膨張係数、ガラス転移温度 直径４ｍｍ、長さ１５ｍｍの試験片を用いて、ＴＭＡ法
により毎分５℃の速さで昇温したときの値を測定した。 （ホ）接着性 ４２アロイ板に直径１５ｍｍ、高さ５ｍｍの円筒成形品
を１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件で
成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした後、プッ
シュプルゲージで成形物と４２アロイ板との剥離量を測
定した。 （ヘ）吸湿後の耐半田クラック性（耐リフロー性） ７×７×０．４ｍｍの大きさのシリコーンチップを１０
×１４×１．４ｍｍの大きさのＱＦＰ用リードフレーム
（４２アロイ）に接着し、これにエポキシ樹脂組成物を
成形条件１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分で
成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした。これを
８５℃／８５％ＲＨの雰囲気に４８時間及び７２時間放
置した後、２４０℃の半田浴に３０秒間浸漬し、パッケ
ージクラック数／総数を測定した。 （ト）耐湿性 ４ＭＲＡＭチップを２０ピンのＳＯＪフレームに接着
し、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件１７５℃、７
０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分で成形し、１８０℃で４
時間ポストキュアーした。これを１２１℃／１００％Ｒ
Ｈの雰囲気に２４時間放置して吸湿させた後、２６０℃
の半田浴に１０秒間浸漬し、更に１２１℃／１００％Ｒ
Ｈ雰囲気中に３００時間放置したときのＡｌ配線断線数
／総数を測定した。 （チ）吸水率 成形時間１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の
条件で成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした直
径５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板を１２１℃／１００％Ｒ
Ｈの雰囲気に２４時間放置し、吸水率を測定した。 （リ）バリ特性 ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して１７５℃、７０ｋ
ｇ／ｃｍ2の条件でスリット厚３０μｍでのバリ長さを
測定した。
下の諸試験を行った。結果を表２に示す。 （イ）スパイラルフロー ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して１７５℃、７０ｋ
ｇ／ｃｍ2の条件で測定した。 （ロ）溶融粘度 島津製作所社製の高化式フローテスターを用いて、ノズ
ル寸法直径１ｍｍ×長さ１０ｍｍ、荷重１０ｋｇ、サン
プル量３ｇ、温度１７５℃にてフローレートを測定し、
最低溶融粘度を求めた。 （ハ）曲げ強さ及び曲げ弾性率 ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準じて１８０℃、７０ｋｇ／ｃｍ
2、成形時間２分の条件で１０×４×１００ｍｍの曲げ
試験片を成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした
ものについて２１５℃で測定した。 （ニ）線膨張係数、ガラス転移温度 直径４ｍｍ、長さ１５ｍｍの試験片を用いて、ＴＭＡ法
により毎分５℃の速さで昇温したときの値を測定した。 （ホ）接着性 ４２アロイ板に直径１５ｍｍ、高さ５ｍｍの円筒成形品
を１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の条件で
成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした後、プッ
シュプルゲージで成形物と４２アロイ板との剥離量を測
定した。 （ヘ）吸湿後の耐半田クラック性（耐リフロー性） ７×７×０．４ｍｍの大きさのシリコーンチップを１０
×１４×１．４ｍｍの大きさのＱＦＰ用リードフレーム
（４２アロイ）に接着し、これにエポキシ樹脂組成物を
成形条件１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分で
成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした。これを
８５℃／８５％ＲＨの雰囲気に４８時間及び７２時間放
置した後、２４０℃の半田浴に３０秒間浸漬し、パッケ
ージクラック数／総数を測定した。 （ト）耐湿性 ４ＭＲＡＭチップを２０ピンのＳＯＪフレームに接着
し、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件１７５℃、７
０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分で成形し、１８０℃で４
時間ポストキュアーした。これを１２１℃／１００％Ｒ
Ｈの雰囲気に２４時間放置して吸湿させた後、２６０℃
の半田浴に１０秒間浸漬し、更に１２１℃／１００％Ｒ
Ｈ雰囲気中に３００時間放置したときのＡｌ配線断線数
／総数を測定した。 （チ）吸水率 成形時間１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の
条件で成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした直
径５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板を１２１℃／１００％Ｒ
Ｈの雰囲気に２４時間放置し、吸水率を測定した。 （リ）バリ特性 ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して１７５℃、７０ｋ
ｇ／ｃｍ2の条件でスリット厚３０μｍでのバリ長さを
測定した。
【００４３】表２の結果より、本発明のエポキシ樹脂組
成物は、流動性、バリ発生抑制といった成形性が良好で
あると共に、低吸湿性、耐リフロー性に優れた硬化物を
与え、特に硬化物の封止で信頼性の高い半導体装置が得
られることが確認された。
成物は、流動性、バリ発生抑制といった成形性が良好で
あると共に、低吸湿性、耐リフロー性に優れた硬化物を
与え、特に硬化物の封止で信頼性の高い半導体装置が得
られることが確認された。
【００４４】
【表２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 英史 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 塩原 利夫 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
Claims (3)
- 【請求項１】 エポキシ樹脂、硬化剤及び無機質充填剤
を含有するエポキシ樹脂組成物において、無機質充填剤
として、９７重量％以上が粒径２５μｍ以下で、かつ平
均粒径が２．５μｍ未満であり、予めエポキシ樹脂及び
／又は硬化剤と均一混合処理した微細溶融シリカを全無
機質充填剤中に少なくとも１重量％以上含むものを使用
することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項２】 エポキシ樹脂として下記一般式（１）で
示されるエポキシ樹脂を２０重量％以上用いる請求項１
記載のエポキシ樹脂組成物。 【化１】 （但し、式中Ｒ は水素原子、ハロゲン原子又は炭素数１
〜５のアルキル基であり、ｑは０〜５の整数である。） - 【請求項３】 請求項１記載の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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22602396A JP3611002B2 (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | エポキシ樹脂組成物、その製造方法及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22602396A JP3611002B2 (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | エポキシ樹脂組成物、その製造方法及び半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053694A true JPH1053694A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3611002B2 JP3611002B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=16838582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22602396A Expired - Fee Related JP3611002B2 (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | エポキシ樹脂組成物、その製造方法及び半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3611002B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004277728A (ja) * | 2003-02-27 | 2004-10-07 | Sanyo Chem Ind Ltd | 硬化性樹脂組成物およびその硬化物 |
| US7098276B1 (en) | 1998-10-21 | 2006-08-29 | Nec Corporation | Flame-retardant epoxy resin composition and semiconductor device made using the same |
-
1996
- 1996-08-08 JP JP22602396A patent/JP3611002B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7098276B1 (en) | 1998-10-21 | 2006-08-29 | Nec Corporation | Flame-retardant epoxy resin composition and semiconductor device made using the same |
| US7799852B2 (en) | 1998-10-21 | 2010-09-21 | Nec Corporation | Composition of biphenyl epoxy resin, phenolbiphenylaralkyl resin and filler |
| JP2004277728A (ja) * | 2003-02-27 | 2004-10-07 | Sanyo Chem Ind Ltd | 硬化性樹脂組成物およびその硬化物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3611002B2 (ja) | 2005-01-19 |
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| JPH07268072A (ja) | エポキシ樹脂組成物 |
Legal Events
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| A521 | Written amendment |
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