JPS6281416A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用エポキシ樹脂組成物

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JPS6281416A
JPS6281416A JP60220258A JP22025885A JPS6281416A JP S6281416 A JPS6281416 A JP S6281416A JP 60220258 A JP60220258 A JP 60220258A JP 22025885 A JP22025885 A JP 22025885A JP S6281416 A JPS6281416 A JP S6281416A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
pct
weight
dbu
Prior art date
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Pending
Application number
JP60220258A
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English (en)
Inventor
Masayuki Kobayashi
正之 小林
Masatoshi Ichi
正年 位地
Shinichiro Asai
新一郎 浅井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W74/00Encapsulations, e.g. protective coatings
    • H10W74/40Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their materials
    • H10W74/47Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their materials comprising organic materials, e.g. plastics or resins
    • H10W74/473Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their materials comprising organic materials, e.g. plastics or resins containing a filler
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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    • H10W74/47Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their materials comprising organic materials, e.g. plastics or resins

Landscapes

  • 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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体の封止、特に近年に於ける集積度の著し
い向上にも拘らず、以前にもまして薄型化、小型化の要
求されているLSI等の封正に好適なエポキシ樹脂組成
物に関するものである。
(従来の技術) 近年半導体、IC,LSI等の封止には安価、量産性及
びバランスのとれた信頼性を有するためエポキシ樹脂組
成物を用いたトランスファー成形が最も広く用いられて
いる。しかしながら半導体の集積度の向上と共にそれを
使用する器機の小型化の要求も強い為、半導体特にLS
I等のパッケージには、従来のDIP型からフラットパ
ッケージやPLCC(Plastic Leedies
s Chip Carrier )等の小さく且つ薄い
表面実装型のパッケージの採用が増大している。。
これに伴い信頼性、特に耐湿信頼性の確保の上から従来
になかった点が問題になってきている。
従来半導体封止用樹脂の耐湿信頼性評価としては評価素
子等をその樹脂でトランスファー成形したのち、これを
飽和加圧水蒸気中におくプレッシャークツカーテスト(
以後PCTと略す)またはこれにバイアスをかけるバイ
アスプレツシャークツカーテスト(以後BPCTと略す
)等でおこなわれてきた。
表面実装型のIC,LSI等をもちいると、実装時の耐
湿信頼性が低下しており、上記で述べたPCTやBPC
Tのみの評価では不十分なことが判明してきた。
表面実装型のパッケージの基板への実装は赤外線による
半田リフロー法、半田噴流法(Wavθsolderi
ng)及び高沸点溶剤蒸気を利用した蒸気雰囲気中によ
る半田付(Vapor Phase Solderin
g)等によって行なわれるが、この際いずれの場合にお
いてもパッケージ全体が半田のとける200〜300℃
にまで急速に加熱されるという、著しい熱衝撃を受ける
ことが上記の原因であった。
このため表面実装用封止樹脂の評価として、成形体をフ
ラックス処理した後全体を260℃の半田浴に10秒浸
してからPCTやBPCTをおこなうことが一般的にな
ってきている。
ところでこれらエポキシ樹脂組成物に配合される材料の
うちで、硬化促進剤が耐湿信頼性に太きな影響を及ぼす
ことはよく知られている。硬化促進剤のうちでも特開昭
55−5929号公報、特開昭59−94761号公報
においては1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7
−ウンデセン  ′もしくはカルがン酸塩類が、また特
公昭57−60779号公報、特公昭59−34125
号公報においてはトリオルガホスフィン等が特に良好で
あることが述べられている。
(解決しようとする問題点) しかし上記の硬化促進剤を用いた場合でも、従来のPC
TやRPC’l’及び半田浸せき後のPCT 、  B
PCTを同時に満足するものではないことがわかった。
すなわち1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−
ウンデセンもしくはカルがン酸塩類を用いた場合には特
に通常のBPCTが劣り、トリオルガノホスフィンを用
いた場合には特に半田浸せき後のPCT 、  BPC
Tが劣るためである。
本発明はかかる欠点を解決するものであり、特に(aN
、8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7=ウンデセン
及び/又は1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7
−ウンデセンから誘導される塩類と、(b))リオルガ
ノホスフインとを重量比でa : b=90 : 10
〜5 : 95なるように併用した硬化促進剤をもちい
ることにより、従来のPCT 。
BPCTのみならず、特に半田浸せき後のPCT 。
BPC!Tも大幅に良好となることを見出し、本発明を
完成した。すなわち本発明は従来のPCT 、 BPC
Tのみならず、半田浸せき後のPCT、 BPCTにお
いても優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供す
るものである。
(問題点を解決するだめの手段) すなわち本発明は、 (1)  エポキシ樹脂 (2)  フェノール型硬化剤 (3)  (a) 1 、8−シアずビシクロ(5,4
,0)−7−ウンデセン(以下DBUと略す)及び/又
は1.8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデ
センから誘導される塩類(以下DBUの塩類と略す)と
、(b)トリオルガノホスフィンとを重量比でa:b=
90:10〜5:95なるように併用した硬化促進剤 (4)前記(1)及び(2)の合計量100重量部当た
シ150〜600重量部の無機質充填剤 の4成分を必須とするエポキシ樹脂組成物である。
本発明に用いられるエポキシ樹脂は、1分子に2個以上
のエポキシ基を有するものであればいずれも用いること
ができる。例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、各
種フェノール類から合成されるノビラック型エポキシ樹
脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルア
ミン型エポキシ樹脂、鎖状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式
エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、あるいはこれら
に塩素、臭素などのハロゲノを導入したエポキシ樹脂な
どがあげられ、これらのうち1種もしくは2種以上のも
のが用いられる。これらのうちノボラック型エポキシ樹
脂が特に好ましい。これらのエポキシ樹脂中のイオン性
不純物及び分解してイオンになりやすい成分は少ないほ
ど好ましく、具体的には遊離のナトリウムイオン、塩素
イオンがそれぞれ5 ppm以下及び加水分解性ハロゲ
ンは500 ppm以下が好ましい。
本発明に用いられるフェノール型硬化剤としては、1分
子中に少なくとも2個以上のフェノール性水酸基を有す
るものが用いられる。例えばフェノール、レゾルシノー
ル、クレゾール、キシレノール、プロピルフェノール、
アミルフェノール、ブチルフェノール、オクチルフェノ
ール、フェニルフェノール、アリルフェノール、ビスフ
ェノールAなどが単独で、またはそれらを併用して合成
されるノボラック樹脂、ポリイソゾロベニルフェノール
、ポリビニルフェノール類、及びこれらにハロゲン基を
導入したフェノール型硬化剤などがあげられ、これらの
うち1種もしくは2種以上のものが用いられる。これら
のうち未縮合のフェノール性化合物が1重量%以下のノ
ボラック樹脂が好適である。
硬化剤の配合量は、硬化剤のフェノール性水酸基とエポ
キシ樹脂のエポキシ基の比が0.5〜1.5の範囲、特
に好ましくは0.7〜1.2の範囲にあるのがよい。上
記範囲外では耐湿信頼性を低下させるので好ましくない
次に本発明に用いられる硬化促進剤のうち(a)として
は、例えばDBUそのもの、DBUの塩類としてはDB
U・オクチル酸塩、DBU番オレオレイン酸塩BU−ギ
酸塩、DBU・酢酸塩、DBU・安息香酸塩、DBU・
フタル酸塩、DBU・トリメリット酸(又は無水物)塩
、DBU・トリメシジ酸塩等の有機カルがン酸塩、DB
U・フェノール塩、DBU・フェノール性がラック塩、
DBU11ポリビニルフェノール塩などのフェノール性
水酸基含有化合物との塩、DBU −p −)ルエンス
ルホン酸塩等があげられるが、好ましくはDBUそのも
の、有機カルボン酸塩及びフェノール性水酸基含有化合
物との塩である。
次に(a)と共に用いる必要のある(1))としては、
例えばトリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン
、トリシクロヘキシルホスフィン、トリベンジルホスフ
ィン、トリフェニルホスフィン、トリp−)リルホスフ
ィン、ビスジフェニルホスフィ。
ノエタン、ビスジフェニルホスフィノブタン等があげら
れるが、好ましくはリン原子に芳香族基が直接結合した
トリフェニルホスフィン、)!JT)−トリルホスフィ
ン、ビスジフェニルホスフィノエタン等である。
上記(a)と(b)は併用し、かつそれらの比率は重量
比7ca:b=90:10〜5:95である必要がある
。これ等の範囲外では耐湿信頼性、特に半田浸せき後の
耐湿信頼性が劣り、両者の併用による相乗効果が見られ
ないからである。
硬化促進剤の添加量は、前記(1)及び(2)の合計量
100重量部当り0.05〜5重量部、好ましくは0.
5〜3であり、0.05重量部未満では促進効果が得ら
れず、5重量部超では成形性、耐湿性が低下する。
本発明に用いられる無機質充填剤としては、例えば結晶
シリカ、溶融シリカ、タルク、アルミナ、硫酸カルシウ
ム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の粉末あるいはガ
ラス繊維等があげられ、1種又は2種以上が用いられる
。これらのうちではシリカ、特に溶融シリカが高純度及
び低い熱膨張率を有することからこのましい。形状とし
ては通常の粉砕品以外に球状のものも用いることができ
る。
充填剤の配合量は、前記(1)及び(2)の合計量10
0重量部当たり150〜600重量部であり、成形性を
損なわない限シ多いほうが好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物には必要に応じ、カルナバ
ワックス、モンタンワックス、高級脂肪酸及びそのカル
シウム塩、フッ素化合物、シリコンオイルなどの離型剤
、ハロゲン化エポキシ樹脂や三酸化アンチモンなどの難
燃化剤、カーボンブラックなどの着色剤、シランカッシ
リング剤などの表面処理剤等を適宜添加配合することが
できる。
また本発明のエポキシ樹脂組成物に、被封止物への応力
を低減させるためシリコン系ビム、或いはブタジェン系
デム等の可とう性付与剤を配合することは何ら妨げにな
らず、むしろ本発明の目的に都合がよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物の製造は、所定の組成比の
原料をミキサーなどによって十分混合後、更のロールや
ニーダ−等による溶融混合処理を加えることによって容
易に行なうことができる。
(実施例) 以下実施例によυ本発明の詳細な説明する。
実施例1〜10及び比較例1〜7 エポキシ当量210のクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂(エポキシ樹脂A)、エポキシ当量270の臭素化
フェノールノなラック型エポキシ樹脂(エポキシ樹脂B
)、フェノールノボラック樹脂(硬化剤)、DBU (
硬化促進剤a1)、DBU −オクチル酸塩(硬化促進
剤&2 )、DBU・フェノールノボラック樹脂塩(硬
化促進剤a3)、トリフェニルホスフィン(硬化促進剤
b)、ウンデシルイミダゾール、溶融シリカ粉(充填剤
)、カルナバワックス、γ−グリシドオキシプロビルト
リメトキシシラン(シランカップリング剤)、カーボン
ブラック、三酸化アンチモンを用い、表に示す組成(重
量部)のように配合し、ミキサーで混合、更に加熱ロー
ルで混練し、そして冷却粉砕してエポキシ樹脂組成物を
得た。
これらの組成物の耐湿信頼性をみるため、対向するアル
ミニウム配線を有する評価用シリコン素子を80ピンフ
ラツトパツケージに各組成物でトランスファー成形した
。これらの成形体の一部はそのままPCTおよびBPC
Tにかけた。PCTの条件は125°Cの飽和加圧水蒸
気中に放置する、又BPC’Tの場合には更に対向アル
ミニウム配線に20Vの直流電圧をかけた。残りの成形
体は半田フラックスに浸した後、260℃の半田に10
秒浸せきして上記と同様のPCTおよびBPCTにかけ
た。
50チの素子がオープン不良となる時間を測定した。こ
れらの評価結果を表に示す。
上記実施例から明らかなように、硬化促進剤として(a
)のみを用いた場合には通常のBPCTが劣り、また(
b)のみを用いた場合には半田浸せき後のPC’Tおよ
びBPCTが劣るという欠点を有するのに対して、本発
明のエポキシ樹脂組成物はPCT 、  BPCTで同
等以上、そして特に半田浸せき後のPCTおよびBPC
Tが大幅に良好であシ、フラットパッケージやPLCC
等の表面実装型のパッケージ用に好適であることが解か
る。
(発明の効果) 以上のとおシ本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、硬化促進剤として、2種類を特定な割合で組合せる
ことにより、PCTおよびBPCT 、又半田浸せき後
のPCTおよびBPCTにすぐれた組成物としての効果
がある。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エポキシ樹脂
  2. (2)フェノール型硬化剤
  3. (3)(a)1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)−
    7−ウンデセン及び/又は1,8−ジアザビシクロ(5
    .4.0)−7−ウンデセンから誘導される塩類と、(
    b)トリオルガノホスフィンとを重量比でa:b=90
    :10〜5:95なるように併用した硬化促進剤
  4. (4)前記(1)及び(2)の合計量100重量部当た
    り150〜600重量部の無機質充填剤 の4成分を必須とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物
JP60220258A 1985-10-04 1985-10-04 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Pending JPS6281416A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63114243A (ja) * 1986-10-31 1988-05-19 Nitto Electric Ind Co Ltd 半導体装置
JPS6465116A (en) * 1987-09-04 1989-03-10 Toray Industries Resin composition for semiconductor sealing
US6495270B1 (en) 1998-02-19 2002-12-17 Hitachi Chemical Company, Ltd. Compounds, hardening accelerator, resin composition, and electronic part device
US7037399B2 (en) 2002-03-01 2006-05-02 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Underfill encapsulant for wafer packaging and method for its application
US7608487B2 (en) 2002-03-01 2009-10-27 Henkel Ag & Co. Kgaa B-stageable underfill encapsulant and method for its application

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