JPH111541A - 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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- JPH111541A JPH111541A JP15357297A JP15357297A JPH111541A JP H111541 A JPH111541 A JP H111541A JP 15357297 A JP15357297 A JP 15357297A JP 15357297 A JP15357297 A JP 15357297A JP H111541 A JPH111541 A JP H111541A
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】成形性、信頼性、及びＢＧＡパッケージを封止
した時の低反り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】ビフェニル型エポキシ樹脂と、ノボラック
型フェノ−ル樹脂系硬化剤と、特定の有機リン系硬化促
進剤および８５〜９５ｗｔ％の無機充填材を必須成分と
し、且つエポキシ樹脂に対し、硬化剤を当量比で１．０
〜１．４とし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。
した時の低反り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】ビフェニル型エポキシ樹脂と、ノボラック
型フェノ−ル樹脂系硬化剤と、特定の有機リン系硬化促
進剤および８５〜９５ｗｔ％の無機充填材を必須成分と
し、且つエポキシ樹脂に対し、硬化剤を当量比で１．０
〜１．４とし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。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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。
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】半導体素子は、その外形は小型化、薄型
化が進む一方で、素子の高性能化によいピン数は増加傾
向にある。その結果、半導体素子と基板を接続するアウ
ターリードの間隔は狭くなり、基板実装が困難になって
きている。この対策としてこれまでＳＯＰ、ＱＦＰとい
った外形に代わりＢＧＡが提案され、一部量産も始まっ
ている。ＢＧＡは、素子の裏面の一部あるいは全面に接
続用の半田ボールを形成するため、ボール間隔が広くと
れ、多ピン化に好適の外形であるといえる。一方、ＢＧ
ＡはＢＴ基板あるいはガラエポ基板上に封止材を片面成
形する方式であるため必然的にバイメタル構造となり、
基板と封止材の収縮率の差により、パッケージに反りが
発生してしまう。この問題に対しては、例えば多官能エ
ポキシと特定の硬化剤、硬化促進剤等を組み合わせる
（特開平８−１７６２７７号公報）、あるいはガラス転
移温度が２０℃以上異なる封止材を混合して封止すると
いった検討がなされている（特開平８−２１３５１８号
公報）が、充分なものではなかった。一般的には反りが
１５０ミクロンを超えると、基板実装性に問題が出てく
ると云われ、好ましくは５０ミクロン以下とされている
が、これまでの技術ではＢＧＡの外形が大きくなった場
合、反りを５０ミクロン以下に抑えることは困難であっ
た。
化が進む一方で、素子の高性能化によいピン数は増加傾
向にある。その結果、半導体素子と基板を接続するアウ
ターリードの間隔は狭くなり、基板実装が困難になって
きている。この対策としてこれまでＳＯＰ、ＱＦＰとい
った外形に代わりＢＧＡが提案され、一部量産も始まっ
ている。ＢＧＡは、素子の裏面の一部あるいは全面に接
続用の半田ボールを形成するため、ボール間隔が広くと
れ、多ピン化に好適の外形であるといえる。一方、ＢＧ
ＡはＢＴ基板あるいはガラエポ基板上に封止材を片面成
形する方式であるため必然的にバイメタル構造となり、
基板と封止材の収縮率の差により、パッケージに反りが
発生してしまう。この問題に対しては、例えば多官能エ
ポキシと特定の硬化剤、硬化促進剤等を組み合わせる
（特開平８−１７６２７７号公報）、あるいはガラス転
移温度が２０℃以上異なる封止材を混合して封止すると
いった検討がなされている（特開平８−２１３５１８号
公報）が、充分なものではなかった。一般的には反りが
１５０ミクロンを超えると、基板実装性に問題が出てく
ると云われ、好ましくは５０ミクロン以下とされている
が、これまでの技術ではＢＧＡの外形が大きくなった場
合、反りを５０ミクロン以下に抑えることは困難であっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、成形性、信
頼性、及びＢＧＡパッケージを封止した時の低反り性に
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。
頼性、及びＢＧＡパッケージを封止した時の低反り性に
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、
（Ａ）一般式（１）で表わされるビフェニル型エポキシ
樹脂
（Ａ）一般式（１）で表わされるビフェニル型エポキシ
樹脂
【化５】 式中ｍは０〜６の整数。ｎはｎ＝４ｍ＋４である整数。
Ｒ１〜Ｒｎは水素原子、または炭素数１０以下のアルキ
ル基を示し、同一であっても、異なってもよい。 （Ｂ）一般式（２）で表わされるノボラック型フェノ−
ル樹脂系硬化剤
Ｒ１〜Ｒｎは水素原子、または炭素数１０以下のアルキ
ル基を示し、同一であっても、異なってもよい。 （Ｂ）一般式（２）で表わされるノボラック型フェノ−
ル樹脂系硬化剤
【化６】 式中ｎは０以上の整数。 （Ｃ）一般式（３）で表わされる有機リン系硬化促進剤
【化７】 （Ｄ）無機充填材を必須成分とし、（Ｄ）成分の無機充
填材の含有量が全組成物の８５〜９５重量％であり、且
つ、硬化剤の配合量がエポキシ樹脂に対し、当量比で
１．０〜１．４としたことを特徴とする半導体封止用エ
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。本発明では必須成分として、一般式（２）で示され
るノボラック型フェノ−ル樹脂系硬化剤を用いるが、必
要に応じて一般式（４）で示したアラルキル型フェノ−
ル樹脂の硬化剤を併用してもよい。アラルキル型フェノ
−ル樹脂の硬化剤を併用することで高接着化、低吸水率
化等の効果を得ることができる。併用比率は当量比で１
０〜７０％が好ましい。１０％以下では併用の効果が認
められないし、７０％以上では流動性、硬化性に問題が
出易い。特に２０〜５０％の併用が好適に用いられる。
填材の含有量が全組成物の８５〜９５重量％であり、且
つ、硬化剤の配合量がエポキシ樹脂に対し、当量比で
１．０〜１．４としたことを特徴とする半導体封止用エ
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。本発明では必須成分として、一般式（２）で示され
るノボラック型フェノ−ル樹脂系硬化剤を用いるが、必
要に応じて一般式（４）で示したアラルキル型フェノ−
ル樹脂の硬化剤を併用してもよい。アラルキル型フェノ
−ル樹脂の硬化剤を併用することで高接着化、低吸水率
化等の効果を得ることができる。併用比率は当量比で１
０〜７０％が好ましい。１０％以下では併用の効果が認
められないし、７０％以上では流動性、硬化性に問題が
出易い。特に２０〜５０％の併用が好適に用いられる。
【化８】 また、硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂に対して当量比
で１．０〜１．４が好ましい。特に、１．０５〜１．３
０の範囲が好適である。同様に硬化促進剤はエポキシ樹
脂１００重量部に対し０．１〜５重量部配合する。
で１．０〜１．４が好ましい。特に、１．０５〜１．３
０の範囲が好適である。同様に硬化促進剤はエポキシ樹
脂１００重量部に対し０．１〜５重量部配合する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明で用いられる無機充填材
は、８５〜９５ｗｔ％配合され、充填材形状は５０％以
上が球状であり、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出
来る。特に、球状溶融シリカであって、粒径が５０ミク
ロン以上であるものが充填材全体の５〜４０％、粒径が
１２〜５０ミクロンであるものが充填材全体の３０〜７
０％、６〜１２ミクロンであるものが５〜３０％、１〜
６ミクロンであるものが１０〜４０％、１ミクロン以下
であるものが１〜２０％、という構成が流動性が得られ
易く好適である。充填材量が８０重量％以下では反り量
が増加するし、９５重量％以上では流動性に問題が出易
い。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出来る
が、特に併用が好適である。その他の添加物として、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）を用いることが出来
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
トランスファ形成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、注型など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、流動性、成形性、低反り性に優れておりＩＣ、
ＬＳＩ等の封止に好適に用いることができる。特にＢＧ
Ａ構造のパッケージに対して好適である。
は、８５〜９５ｗｔ％配合され、充填材形状は５０％以
上が球状であり、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出
来る。特に、球状溶融シリカであって、粒径が５０ミク
ロン以上であるものが充填材全体の５〜４０％、粒径が
１２〜５０ミクロンであるものが充填材全体の３０〜７
０％、６〜１２ミクロンであるものが５〜３０％、１〜
６ミクロンであるものが１０〜４０％、１ミクロン以下
であるものが１〜２０％、という構成が流動性が得られ
易く好適である。充填材量が８０重量％以下では反り量
が増加するし、９５重量％以上では流動性に問題が出易
い。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出来る
が、特に併用が好適である。その他の添加物として、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）を用いることが出来
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
トランスファ形成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、注型など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、流動性、成形性、低反り性に優れておりＩＣ、
ＬＳＩ等の封止に好適に用いることができる。特にＢＧ
Ａ構造のパッケージに対して好適である。
【０００６】
【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１〜４、比較例１〜４ まず、表１、２に示す各種の素材を用い、実施例１〜４
及び比較例１〜４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１〜４、比較例１〜４ まず、表１、２に示す各種の素材を用い、実施例１〜４
及び比較例１〜４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。
【０００７】
【表１】
【０００８】
【表２】 ＊：クレゾ−ルノボラック型エポキシ樹脂
【０００９】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に準拠して測定、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Ｓ
ＯＰ−２８ピンであり、８５℃／８５ＲＨ％７２時間、
吸湿＋２１５℃／９０秒（ＶＰＳ）の前処理後、ＰＣＴ
（１２１℃／２気圧）に放置してＣｈｉｐ上配線の断線
の有無を評価した。半田耐熱性及び反り量の測定には、
３５ｍｍ角のＢＧＡ型パッケージ（ＢＴ基板０．６ｍｍ
ｔチップサイズ１２．６ｍｍ角）を用いた。１２５℃／
２４ｈベーキング後、３０℃／７０％ＲＨで１６８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の有無を評価し
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に準拠して測定、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Ｓ
ＯＰ−２８ピンであり、８５℃／８５ＲＨ％７２時間、
吸湿＋２１５℃／９０秒（ＶＰＳ）の前処理後、ＰＣＴ
（１２１℃／２気圧）に放置してＣｈｉｐ上配線の断線
の有無を評価した。半田耐熱性及び反り量の測定には、
３５ｍｍ角のＢＧＡ型パッケージ（ＢＴ基板０．６ｍｍ
ｔチップサイズ１２．６ｍｍ角）を用いた。１２５℃／
２４ｈベーキング後、３０℃／７０％ＲＨで１６８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の有無を評価し
た。上記の試験結果をまとめて表３に示す。
【００１０】
【表３】 ＊１ 耐湿性：断線不良率が５０％に達するまでの時間。 ＊２ 半田耐熱性：クラックが発生するまでの吸湿時間。 ＊３ モールド後の基板を平板上に置いた時の最も低い点と最も高い点の差を 測定。
【００１１】
【発明の効果】本発明は、特定のエポキシ樹脂、硬化
剤、及び所定量の充填材を配合することにより成形性、
信頼性に優れ且つ反り量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、実装作業性に優れた半導体
装置を得ることができる。
剤、及び所定量の充填材を配合することにより成形性、
信頼性に優れ且つ反り量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、実装作業性に優れた半導体
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 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｂ Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31
Claims (4)
- 【請求項１】（Ａ）一般式（１）で表わされるビフェニ
ル型エポキシ樹脂 【化１】 式中ｍは０〜６の整数。ｎはｎ＝４ｍ＋４である整数。
Ｒ１〜Ｒｎは水素原子、または炭素数１０以下のアルキ
ル基を示し、同一であっても、異なってもよい。 （Ｂ）一般式（２）で表わされるノボラック型フェノ−
ル樹脂系硬化剤 【化２】 式中ｎは０以上の整数。 （Ｃ）一般式（３）で表わされる有機リン系硬化促進剤 【化３】 （Ｄ）無機充填材を必須成分とし、（Ｄ）成分の無機充
填材の含有量が全組成物の８５〜９５重量％であり、且
つ、硬化剤の配合量がエポキシ樹脂に対し、当量比で
１．０〜１．４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】（Ｂ）成分の硬化剤のうち当量比で１０〜
７０％を一般式（４）で表されるアラルキル型フェノ−
ル樹脂系硬化剤に置換した請求項１記載の半導体封止用
エポキシ樹脂組成物。 【化４】 式中ｎは０以上の整数。 - 【請求項３】（Ｄ）成分の充填材が球状溶融シリカであ
って、粒径が５０ミクロン以上であるものが充填材全体
の５〜４０％、１２〜５０ミクロンであるものが充填材
全体の３０〜７０％、６〜１２ミクロンであるものが５
〜３０％、１〜６ミクロンであるものが１０〜４０％、
１ミクロン以下であるものが１〜２０％で構成されるこ
とを特徴とする、請求項１または２記載の半導体封止用
エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項４】請求項１または２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 |
|---|---|---|---|
| JP15357297A JPH111541A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP15357297A JPH111541A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 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 |
|---|---|
| JPH111541A true JPH111541A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15565433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15357297A Pending JPH111541A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 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) | JPH111541A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001114872A (ja) * | 1999-08-06 | 2001-04-24 | Hitachi Chem Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
| JP2003048959A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2004176039A (ja) * | 2002-06-05 | 2004-06-24 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 硬化促進剤、エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2005082722A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 硬化促進剤、エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
| US7956136B2 (en) | 2004-07-22 | 2011-06-07 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
| US8008410B2 (en) | 2006-11-15 | 2011-08-30 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor and semiconductor device |
-
1997
- 1997-06-11 JP JP15357297A patent/JPH111541A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001114872A (ja) * | 1999-08-06 | 2001-04-24 | Hitachi Chem Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
| JP2003048959A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
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| JP2005082722A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 硬化促進剤、エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
| US7956136B2 (en) | 2004-07-22 | 2011-06-07 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
| US8124695B2 (en) | 2004-07-22 | 2012-02-28 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
| US8008410B2 (en) | 2006-11-15 | 2011-08-30 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor and semiconductor device |
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