JPH1112443A - 液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置

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JPH1112443A
JPH1112443A JP9168314A JP16831497A JPH1112443A JP H1112443 A JPH1112443 A JP H1112443A JP 9168314 A JP9168314 A JP 9168314A JP 16831497 A JP16831497 A JP 16831497A JP H1112443 A JPH1112443 A JP H1112443A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
liquid epoxy
surfactant
liquid
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Pending
Application number
JP9168314A
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English (en)
Inventor
Kenji Kitamura
賢次 北村
Hirohisa Hino
裕久 日野
Yasutaka Miyata
靖孝 宮田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性に優れた液状エポキシ樹脂組成物を提
供する。 【解決手段】 ビフェニル骨格型エポキシ樹脂を全エポ
キシ樹脂中の20〜80重量%含有した液状エポキシ樹
脂組成物を調製する。ビフェニル骨格型エポキシ樹脂に
よって液状エポキシ樹脂組成物による封止硬化物の耐熱
性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の封止材
料として用いられる液状のエポキシ樹脂及びこのエポキ
シ樹脂を封止材料として用いた半導体装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】電気機器や電子機器の薄型化、軽量化の
ために、表面実装やベアチップ実装が重要になってきて
いる。そしてこれらの表面実装やベアチップ実装におい
て用いられる封止材料としては、作業性等の面から液状
エポキシ樹脂組成物が一般に使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、液状エポキシ
樹脂組成物は、耐熱性(例えば耐吸湿はんだ特性)がト
ランスファーモールド材料に劣り、BGA(ball
grid array)や大型COB(chip on
board)の封止に適用することが難しいという問
題があった。
【0004】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、耐熱性に優れた液状エポキシ樹脂組成物を提供す
ることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
液状エポキシ樹脂組成物は、ビフェニル骨格型エポキシ
樹脂を全エポキシ樹脂中の20〜80重量%含有して成
ることを特徴とするものである。本発明の請求項2に係
る液状エポキシ樹脂組成物は、ナフタレン骨格型エポキ
シ樹脂を全エポキシ樹脂中の20〜80重量%含有して
成ることを特徴とするものである。
【0006】また請求項3の発明は、上記の液状エポキ
シ樹脂組成物において、ソルビタンエステルを界面活性
剤として配合して成ることを特徴とするものである。ま
た請求項4の発明は、上記の液状エポキシ樹脂組成物に
おいて、ソルビタンエステルエーテルを界面活性剤とし
て配合して成ることを特徴とするものである。
【0007】また請求項5の発明は、上記の液状エポキ
シ樹脂組成物において、充填材の表面に界面活性剤を付
着させ、この充填材を配合して成ることを特徴とするも
のである。また本発明に係る半導体装置は、上記の液状
エポキシ樹脂組成物で半導体を封止して成ることを特徴
とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。液状エポキシ樹脂組成物はエポキシ樹脂に硬化
剤、硬化促進剤、充填材、界面活性剤等を配合すること
によって調製されるものである。そして液状エポキシ樹
脂組成物の主成分であるエポキシ樹脂としては、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、ノボラック型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキ
シ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エ
ポキシ樹脂など任意のものを用いることができるが、請
求項1の発明では、このエポキシ樹脂中の20〜80重
量%を占めるようにビフェニル骨格型エポキシ樹脂を配
合するものであり、また請求項2の発明では、このエポ
キシ樹脂中の20〜80重量%を占めるようにナフタレ
ン骨格型エポキシ樹脂を配合するものである。
【0009】ビフェニル骨格型エポキシ樹脂としては、
例えば次の化学構造式(1),(2)で示すものを用い
ることができる。
【0010】
【化1】
【0011】ビフェニル骨格型エポキシ樹脂を用いるこ
とによって、液状エポキシ樹脂組成物による封止硬化物
の耐熱性を高めることができるものであり、ビフェニル
骨格型エポキシ樹脂の量が全エポキシ樹脂中20重量%
未満であると、耐熱性を高める効果十分に得ることがで
きない。逆にビフェニル骨格型エポキシ樹脂の量が全エ
ポキシ樹脂中80重量%を超えると、液状エポキシ樹脂
組成物の粘度が高くなり、液状エポキシ樹脂組成物を用
いて封止を行なう際の作業性が悪くなる。
【0012】またナフタレン骨格型エポキシ樹脂として
は、例えば次の構造式(3),(4)で示すものを用い
ることができる。
【0013】
【化2】
【0014】ナフタレン骨格型エポキシ樹脂を用いるこ
とによって、液状エポキシ樹脂組成物による封止硬化物
の耐熱性を高めることができるものであり、ナフタレン
骨格型エポキシ樹脂の量が全エポキシ樹脂中20重量%
未満であると、耐熱性を高める効果を十分に得ることが
できない。逆にナフタレン骨格型エポキシ樹脂の量が全
エポキシ樹脂中80重量%を超えると、液状エポキシ樹
脂組成物の粘度が高くなり、液状エポキシ樹脂組成物を
用いて封止を行なう際の作業性が悪くなる。
【0015】また本発明において、界面活性剤としては
ソルビタンエステルやソルビタンエステルエーテルを用
いるのが好ましい。界面活性剤としてこのようなソルビ
タンエステルやソルビタンエステルエーテルを用いるこ
とによって、封止硬化物の強度等の基本特性を低下させ
ることなく、液状エポキシ樹脂組成物の流動性を高め
て、封止の作業性を高めることができるものである。ソ
ルビタンエステルやソルビタンエステルエーテルの配合
量は、液状エポキシ樹脂組成物の全量に対して0.1〜
5重量%の範囲が好ましい。
【0016】ここで、ソルビタンエステルとしては特に
制限されるものではないが、ソルビタンモノラウレー
ト、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステ
アレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモ
ノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタン
セスキオレエート、ソルビタンジステアレートなどを用
いることができる。
【0017】またソルビタンエステルエーテルとしては
特に制限されるものではないが、ポリオキシエチレンソ
ルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタ
ンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモ
ノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリス
テアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエ
ート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、
ポリオキシエチレンソルビタンセスキオレエート、ポリ
オキシエチレンソルビタンジステアレートなどを用いる
ことができる。
【0018】界面活性剤は液状エポキシ樹脂組成物に直
接添加して配合するようにしてもよいが、充填材(フィ
ラー)の表面を界面活性剤で処理して充填材に界面活性
剤を付着させ、充填材を添加することによって同時に界
面活性剤が添加されるようにするのが好ましい。このよ
うに充填材と共に界面活性剤の添加を行なうようにすれ
ば、界面活性剤の添加量が少量であっても、充填材と共
に液状エポキシ樹脂組成物中に界面活性剤を均一に分散
させることができるものであり、界面活性剤の添加によ
る流動性向上の効果を高く得ることができるものであ
る。
【0019】充填材としては結晶シリカ、溶融シリカ、
アルミナ、炭酸カルシム、酸化亜鉛等の無機質充填材が
使用されるものであり、充填材の配合量は、液状エポキ
シ樹脂組成物の全量に対して40〜90重量%の範囲が
好ましい。そして上記の配合で得られる液状エポキシ樹
脂組成物を封止材料として用い、基板等の上に実装され
たIC等の半導体の上にポッティング等して封止成形す
ることによって、半導体装置を作製することができるも
のである。
【0020】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。 (実施例1)エポキシ樹脂としてビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂50重量%とビフェニル骨格型エポキシ樹脂
50重量%を用い、そして表1の配合成分をホモディス
パー(特殊機化工業(株)製)を用いて分散・混合し
て、液状エポキシ樹脂組成物を得た。
【0021】(実施例2)エポキシ樹脂としてビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂50重量%とナフタレン骨格型
エポキシ樹脂50重量%を用い、そして表1の配合成分
をホモディスパーを用いて分散・混合して、液状エポキ
シ樹脂組成物を得た。 (実施例3)エポキシ樹脂としてビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂50重量%とナフタレン骨格型エポキシ樹脂
50重量%を用い、さらに界面活性剤としてソルビタン
エステルを配合し(界面活性剤による充填材の表面処理
無し)、そして表1の配合成分をホモディスパーを用い
て分散・混合して、液状エポキシ樹脂組成物を得た。
【0022】(実施例4)エポキシ樹脂としてビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂50重量%とナフタレン骨格型
エポキシ樹脂50重量%を用い、さらに界面活性剤とし
てソルビタンエステルエーテルを配合し(界面活性剤に
よる充填材の表面処理無し)、そして表1の配合成分を
ホモディスパーを用いて分散・混合して、液状エポキシ
樹脂組成物を得た。
【0023】(実施例5)エポキシ樹脂としてビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂50重量%とナフタレン骨格型
エポキシ樹脂50重量%を用い、さらに界面活性剤とし
てソルビタンエステルを用いて充填材の表面をこの界面
活性剤で処理し、そして表1の配合成分をホモディスパ
ーを用いて分散・混合して、液状エポキシ樹脂組成物を
得た。
【0024】(比較例1)エポキシ樹脂としてビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂100重量%を用い、そして表
2の配合成分をホモディスパーを用いて分散・混合し
て、液状エポキシ樹脂組成物を得た。 (比較例2)エポキシ樹脂としてビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂90重量%とビフェニル骨格型エポキシ樹脂
10重量%を用い、そして表2の配合成分をホモディス
パーを用いて分散・混合して、液状エポキシ樹脂組成物
を得た。
【0025】(比較例3)エポキシ樹脂としてビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂10重量%とビフェニル骨格型
エポキシ樹脂90重量%を用い、そして表2の配合成分
をホモディスパーを用いて分散・混合して、液状エポキ
シ樹脂組成物を得た。上記の実施例1〜5及び比較例1
〜3で得た液状エポキシ樹脂組成物について粘度を測定
した。粘度測定は、ブルックフィールド社製B型粘度計
で、CSローターを用い、25℃、50rpmの条件で
行なった。結果を表1及び表2に示す。
【0026】また上記の実施例1〜5及び比較例1〜3
で得た液状エポキシ樹脂組成物について、吸湿耐はんだ
性を試験した。試験は、15×15×1mmのアルミナ
基板の上に液状エポキシ樹脂組成物を塗布して硬化させ
た後、85℃、85%RHの条件で8時間吸湿処理をし
た後、260℃の半田に30秒間浸漬して、硬化物の剥
離の有無を観察し、剥離したものを不良と判定した。不
良の発生率を表1及び表2に示す。
【0027】さらに上記の実施例1〜5及び比較例1〜
3で得た液状エポキシ樹脂組成物の硬化物について、曲
げ強度をJIS K 6911に基づいて、ガラス転移
温度(Tg)及び線膨張率をディラトメーター法で測定
した。結果を表1及び表2に示す。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】尚、表1及び表2において、*1〜*9は
次の通りである。 *1:化学構造式(1)の油化シェルエポキシ(株)製
「エピコートYX4000H」 *2:化学構造式(3)の大日本インキ工業(株)製
「エピクロンHP4032D」 *3:油化シェルエポキシ(株)製「エピコート82
8」 *4:メチルヘキサヒドロフタル酸無水物(MHHP
A) *5:2,4−ジアミノ−6〔2′−メチルイミダゾリ
ル−(1′)〕エチル−S−トリアジンイソシアヌル酸
付加物 *6:平均粒径20μmの破砕状溶融シリカ *7:ソルビタントリオレエート *8:ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート *9:液状エポキシ樹脂組成物の流動性不良のために試
験片作製できず 表1及び表2にみられるように、各実施例のものは、吸
湿耐はんだ性が向上しており、曲げ強度やガラス転移温
度、線膨張率等の基本特性を低下させることなく耐熱性
を高めることができることが確認される。また実施例3
〜6のように、界面活性剤としてソルビタンエステルや
ソルビタンエステルエーテルを配合することによって粘
度が低下し、高い流動性が得られることが確認される。
さらに実施例6のように、充填材の表面に界面活性剤を
付着させて配合することによって、流動性を向上させる
効果を一層高く得られることが確認される。
【0031】
【発明の効果】上記のように本発明の請求項1に係る液
状エポキシ樹脂は、ビフェニル骨格型エポキシ樹脂を全
エポキシ樹脂中の20〜80重量%含有するので、ビフ
ェニル骨格型エポキシ樹脂によって液状エポキシ樹脂組
成物による封止硬化物の耐熱性を高めることができるも
のである。
【0032】また本発明の請求項2に係る液状エポキシ
樹脂は、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂を全エポキシ樹
脂中の20〜80重量%含有するので、ナフタレン骨格
型エポキシ樹脂によって液状エポキシ樹脂組成物による
封止硬化物の耐熱性を高めることができるものである。
また請求項3の発明は、上記の液状エポキシ樹脂組成物
において、ソルビタンエステルを界面活性剤として配合
するので、封止硬化物の強度等の基本特性を低下させる
ことなく、液状エポキシ樹脂組成物の流動性を高めて、
封止の作業性を高めることができるものである。
【0033】また請求項4の発明は、上記の液状エポキ
シ樹脂組成物において、ソルビタンエステルエーテルを
界面活性剤として配合するので、封止硬化物の強度等の
基本特性を低下させることなく、液状エポキシ樹脂組成
物の流動性を高めて、封止の作業性を高めることができ
るものである。また請求項5の発明は、上記の液状エポ
キシ樹脂組成物において、充填材の表面に界面活性剤を
表面に付着させ、この充填材を配合するようにしたの
で、界面活性剤の添加量が少量であっても、充填材と共
に液状エポキシ樹脂組成物中に界面活性剤を均一に分散
させることができるものであり、界面活性剤の添加によ
る流動性向上の効果を高く得ることができるものであ
る。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビフェニル骨格型エポキシ樹脂を全エポ
    キシ樹脂中の20〜80重量%含有して成ることを特徴
    とする液状エポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 ナフタレン骨格型エポキシ樹脂を全エポ
    キシ樹脂中の20〜80重量%含有して成ることを特徴
    とする液状エポキシ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 ソルビタンエステルを界面活性剤として
    配合して成ることを特徴とする請求項1又は2に記載の
    液状エポキシ樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 ソルビタンエステルエーテルを界面活性
    剤として配合して成ることを特徴とする請求項1又は2
    に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 充填材の表面に界面活性剤を付着させ、
    この充填材を配合して成ることを特徴とする請求項3又
    は4に記載の液状エポキシ樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載の液状
    エポキシ樹脂組成物で半導体を封止して成ることを特徴
    とする半導体装置。
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Effective date: 20030212