JPS63170409A

JPS63170409A - 封止用樹脂組成物

Info

Publication number: JPS63170409A
Application number: JP59087A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Sawai; 沢井　和弘
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1987-01-07
Filing date: 1987-01-07
Publication date: 1988-07-14
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPH0721040B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、耐湿性、半田耐熱性に優れた電子電気部品等
の封止用樹脂組成物に関する。

（従来の技術）近年、半導体集積回路の分野において、高集積化、高信
頼性化の技術開発と同時に、半導体装置の実装工程の自
動化が推進されている。　例えばフラットパッケージ型
の半導体装置を回路基板に取り付ける場合、従来はリー
ドビン毎に半田付けを行っていたが、最近は、半導体装
置全体を２５０℃以上に加熱した半田浴に浸漬して、半
田付けを行う方法が採用されている。

〈発明が解決しようとする問題点）従来のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂およ
び無機質充填剤からなる樹脂組成物で封止した半導体装
置では、装置全体の半田浴浸漬を行うと耐湿性が低下す
るという欠点があった。

特に吸湿した半導体装置を半田浸漬すると封止樹脂と半
導体チップおよびフレームとの間に剥がれが生じ、著し
い耐湿劣化をおこし、電極の腐食による断線や水分によ
るリーク電流を生じ、長期間の信頼性を保証することが
できないという欠点がある。　このため吸湿の影響が少
なく、装置全体の半田浴浸漬をしても耐湿劣化の少ない
封止用樹脂の開発が強く要望されていた。

本発明は、上記の欠点を解消し、要望に応えるためにな
されたもので、吸湿の影響が少なく、特に半田浴浸漬後
の耐湿性および半田耐熱性に優れた封止用樹脂組成物を
提供しようとするものである。

し発明の構成１（問題点を解決するための手段と作用）本発明者は、上
記の目的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、封止用
樹脂の成分にケトン樹脂を配合すれば、耐湿性および半
田耐熱性が向上して上記目的を達成できることを見いだ
し、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）ケトン樹脂および（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して、前記（Ｃ
）ケトン樹脂を０．１〜１０重量％、また前記（Ｄ）無
機質充填剤を２５〜９０重量％含有することを特徴とす
る封止用樹脂組成物である。　そしてエポキシ樹脂のエ
ポキシ基（ａ　）とノボラック型フェノール樹脂のフェ
ノール性水酸基（ｂ　）との当量比［（ａ）／（ｂ）］
が０．１〜１０の範囲内にある封止用樹脂組成物である
。

本発明に用いる（Ａ＞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、分子量など特に制限はなく、一般に封止
用材料に使用されているものを広く包含することができ
る。　例えばビスフェノール型の芳香族系、シクロヘキ
サン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示される
エポキシノボラック系等の樹脂が挙げられる。

（式中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基
を、Ｒ２は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上の整
数をそれぞれ表す）これらのエポキシ樹脂は、単独もしくは２種以上の混合
系として用いる。

本発明に用いる（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類とホルムアルデヒドあるいはバラホルムアルデヒドを
反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂、およ
びこれらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチル
化ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられ、これらの
樹脂は単独もしくは２種以上の混合系として用いる。　
ノボラック型フェノール樹脂の配合割合は、前述した（
Ａ＞エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ　”）と、（Ｂ）ノ
ボラック型フェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）
との当量比［（ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲内
であることが望ましい。　当量比が０．１未満もしくは
１０を超えると、耐湿性、成形作業性および硬化物の電
気特性が悪くなり、いずれの場合も好ましくない。　従
って上記の範囲内に限定するのがよい。

本発明に用いる（Ｃ）ケトン樹脂としては、アルカリ触
媒の存在下でケトンとホルムアルデヒドとの重縮合反応
によって得られるものであれば、分子量、分子構造等に
特に制限はなく広く使用できる。　具体的なものとして
は、例えば次のものが挙げられる。

（但し、式中ｎは１以上の整数を表す）これらのケトン
樹脂は単独もしくは２種以上の混合系として使用する。

　ケトン樹脂の配合割合は、全体の樹脂組成物に対して
、０．１〜１０！ｌ　［１％の範囲とする。　その割合
が０．１重量％未満では、半田耐熱性に効果なく、また
１０重量％を超えると、金型汚れ、粘度の増加等、成形
性の面で悪影響を与え、実用に適さず好ましくない。　
このケトン樹脂を用いることによって、封止樹脂と半導
体チップとの密着性や、封止樹脂とリードフレームとの
密着性が向上し、半田浴に浸漬しても耐湿性の劣化が少
ない。

本発明に用いる（Ｄ）無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、炭酸カルシ
ウム、チタンホワイト、クレー、マイカ、ベンガラ、ガ
ラス繊維、炭素繊維等が挙げられ、これらは単独もしく
は２種以上の混合系として用いる。　これらのなかでも
特にシリカ粉末やアルミナが好ましく使用される。　無
機質充填剤の配合割合は、全体の樹脂組成物に対して２
５〜９０重量％の範囲で含有させる。　その割合が２５
重量％未満では耐湿性、耐熱性、機械的特性および成形
性に効果なく、また９０重量％を超えるとカサパリが大
きくなり成形性が悪く実用に適さない。

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型フェノール樹脂、ケトン樹脂および無機質充填剤を
必須成分とするが、必要に応じて、天然ワックス類、合
成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、エステ
ル類、パラフィン類などの離型剤、塩素化パラフィン、
ブロムトルエン、ヘキサブロムベンゼン、三酸化アンチ
モンなどの難燃剤、カーボンブラック、ベンガラなどの
着色剤、シランカップリング剤、種々の硬化促進剤等を
適宜添加配合することもできる。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として製造する場
合の一般的な方法は、エポキシ樹脂、ノボラック型フェ
ノール樹脂、ケトン樹脂、無機質充填剤、その他の原料
成分を所定の組成比に選んで、ミキサー等によって十分
均一に混合した後、更に熱ロールによる溶融混合処理、
またはニーダ等による混合処理を行い、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。　こう
して得られた成形材料は、電子部品或いは電気部品の封
止、被覆、絶縁等に適用することができる。

〈実施例）次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発
明は以下の実施例に限定されるものではない。　以下の
実施例および比較例において、「％」とあるのは「重量
％」を意味する。

実施例　１クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当１２１
５）　１８％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当量１０７）　　９％、次の式で示されるケトン樹
脂２％、溶融シリカ粉末７１％、硬化促進剤０．３％、エステル
系ワックス０．３％、およびシラン系カップリング剤０
．４％を常温で混合し、更に９０〜９５℃で混練して冷
却した後、粉砕して成形材料を得た。　得られた成形材
料を１７０℃に加熱した金型内にトランスファー注入し
硬化させて成形品（封止品）を得た。　この成形品につ
いて耐湿性、応力等に関連する緒特性を試験したのでそ
の結果を第１表に示したが、本発明の顕著な効果が認め
られた。

実施例　２タレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量２１
５）　１８％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当量１０７）　　９％、次の式で示しされるケトン
樹脂２％、シリカ粉末７１％、硬化促進剤０．３％、エステル系ワ
ックス０．３％およびシラン系カップリング剤０．４％
を実施例１と同様に混′合、混線、粉砕して成形材料を
得た。　次いで実施例１と同様にして成形品を得、また
耐湿性、応力等に関連する諸特性を試験したのでその結
果を第１表に示した。

本発明の顕著な効果が認められた。

比較例クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当１１２
１５）　１９％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェ
ノール当量１０７）　　９％、シリカ粉末７１％、硬化
促進剤０．３％、エステル系ワックス０．３％およびシ
ラン系カップリング剤０．４％を実施例１と同様にして
成形材料を得た。　この成形材料を用いて成形品とし、
成形品の諸特性について実施例１と同様に試験した。　
その結果を第１表に示した。

実施例および比較例について行った吸水率、ガラス転移
温度、半田浴浸漬後の耐湿性の試験は、次のようにして
行った。　吸水率は、トランスファー成形によって直径
５０ｓ＋ｍ、厚さ３−　の成形品を作成し、これを１２
７℃、２．５気圧の飽和水蒸気中に２４時間放置し、増
加した重量によって求めた。

ガラス転移温度は、吸水率の試験と同じ成形品を作成し
、これを１１５℃で８時間の後硬化を行い、適当な大き
さのテストピースとし、熱機械分析装置を用いて測定し
た。　また、耐湿性は、封止用樹脂組成物を用いて、２
本以上のアルミニウム配線を有するシリコン製チップ（
テスト用素子）を通常の４２７０イフレームに接着し、
１７５℃で２分間トランスファー成形して５ｘ　１０ｘ
　　１．５ｓｎ＋のフラットパッケージ型成形品を得、
その後１７５℃で８時間後硬化を行った。　この成形品
を予め４０℃。

９０％ＲＨ，１００時間の吸湿処理をした後、２５０℃
の半田浴に１０秒間浸漬した。　そのｌ　１２７℃。

２．５気圧の飽和水蒸気中でプレッシャー・クツカー・
テスト（ＰＣＴ）を行い、アルミニウムの腐食による断
線を不良として評価した。

［発明の効果］以上の説明および第１表から明らか゛なように、本発明
の封止用樹脂組成物は、半導体チップやりフトオフに対
する密着性が良いために、吸湿の影響が少なく、半田浴
に浸漬した後でも耐湿性に優れ、その結果電極の腐食に
よる断線や水分によるリーク電流の発生などを著しく低
減することができ、しかも長期間に渡って信頼性を保証
することができる。　また、２５０℃以上の半田浴浸漬
にもかかわらず優れた耐熱性を示した。

Claims

【特許請求の範囲】１　（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）ケトン樹脂および（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して、前記（Ｃ
）ケトン樹脂を０．１〜１０重量％、また前記（Ｄ）無
機質充填剤を２５〜９０重量％含有することを特徴とす
る封止用樹脂組成物。２　エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ）とノボラック型フ
ェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）との当量比［
（ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲内にある特許請
求の範囲第１項記載の封止用樹脂組成物。