JPS6326128B2 - - Google Patents

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JPS6326128B2
JPS6326128B2 JP60096450A JP9645085A JPS6326128B2 JP S6326128 B2 JPS6326128 B2 JP S6326128B2 JP 60096450 A JP60096450 A JP 60096450A JP 9645085 A JP9645085 A JP 9645085A JP S6326128 B2 JPS6326128 B2 JP S6326128B2
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JP
Japan
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epoxy resin
weight
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quartz
powder
Prior art date
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JP60096450A
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English (en)
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JPS61254619A (ja
Inventor
Toshio Shiobara
Kazutoshi Tomyoshi
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Shin-Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin-Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shin-Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin-Etsu Chemical Co Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は半導体封止用エポキシ樹脂組成物、特
には半導体装置成形時に極めて高い流動性を示す
と共にバリの発生が少なく、さらには熱膨張係数
の小さい成形物を与える半導体封止用エポキシ樹
脂組成物に関するものである。 (従来の技術) 半導体封止用樹脂についてはすでに各種のもの
が知られており、これにはエポキシ樹脂、シリコ
ーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フエノール
樹脂、ポリフエニレンサルフアイド樹脂などを主
剤とする組成物が用いられているが、耐湿性、機
械特性、生産性、価格などの面からフエノール硬
化性エポキシ樹脂が最も多く使用されている。 しかし、最近における低圧トランスフアー成形
用金型はキヤビテイ数の増加に伴なつて金型寸法
が大型化してきており、このような金型で半導体
装置の成形を行なうと一部に樹脂が未充填となる
という事故が発生するおそれがあるため、この封
止用樹脂組成物には流動性のよいものとすること
が求められている。 そのため、フエノール硬化性エポキシ樹脂につ
いても1 溶融粘度の低い樹脂を使用するか、低
分子の希釈剤を混合する、2 硬化触媒の量を減
量する、3 無機質充填剤量を減量する、という
方法が提案されているが、この1 の方法では流
動性は向上しても成形時のバリの発生が大きくな
り、希釈剤を使用すると成形物表面にニジミが出
たり、揮発分が多くなるので寸法変化が大きくな
るという不利があり、さらにはアルミニウム配線
の腐蝕が速くなるという欠点も発生する。また、
この2 の方法では樹脂組成物の硬化性がわるく
なるため生産性向上のために速硬化性にするとい
う要求に逆行するという不利があり、3 の方法
には樹脂組成物の熱膨張係数や応力が大きくなつ
て耐クラツク性が低下し、さらにはシリコンチツ
プ表面のアルミニウム配線やパツシベーシヨン膜
に加わる力が大きくなり、耐湿性も低下するとい
う不利が発生する。 また、このエポキシ樹脂組成物についてはこゝ
に添加される無機質充填剤として球状石英粉末を
用いることが知られており、これについては球状
石英を配合すると応力が低下するということから
樹脂組成物に平均粒子径が1〜60μmの球状溶融
シリカを30〜80重量%添加することも提案されて
いる(特開昭58−138740号公報参照)が、これに
は流動性が十分満足すべきものでないために大型
化した成形金型を用いたときに未充填が発生する
ほか樹脂モレ、バリの発生が多いという問題点が
ある。 (発明の構成) 本発明はこのような不利を解決することのでき
る半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するもの
で、これは1 フエノール硬化性エポキシ樹脂
100重量部、2 平均粒径1〜25μmの球状石英
粉末20〜99重量%と、90重量%以上が粒径1μm
以下の粉末である微細石英粉末1〜80重量%とか
らなる石英質充填剤100〜500重量部とからなるこ
とを特徴とするものである。 すなわち、本発明者らは流動性が高く、バリの
発生も少ない半導体封止用エポキシ樹脂組成物に
ついて種々検討した結果、これにはエポキシ樹脂
に添加する無機質充填剤として石英粉末を使用す
るが、この石英粉末を特に粒径が1μm以下の微
細石英粉末を含んだものとすると流動性が増大す
るし、バリの発生も減少することができるという
ことを見出し、この微細石英粉末についてはその
90重量%以上が粒径1μm以下のものとし、これ
を平均粒径が1〜25μmである球状石英粉末と混
合して使用すればよいということ、またこれによ
ればフエノール硬化性エポキシ樹脂に対する石英
粉末の高充填が可能となるのでこの組成物から作
られた成形物の熱膨張係数を小さくすることがで
きるということを確認し、こゝに使用する石英粉
末の種類、配合比などについての研究を進めて本
発明を完成させた。 つぎに本発明の組成物を構成する各成分につい
て説明する。 まず、本発明において使用される第1成分とし
てのフエノール硬化性エポキシ樹脂は、1分子中
に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と
フエノール系硬化剤とからなる硬化可能なエポキ
シ樹脂あり、このものは後述するフエノール系硬
化剤によつて硬化されるものであればその分子構
造、分子量などに特に制限はなく、従来から知ら
れている種々のものを使用することができ、これ
には例えばエピクロルヒドリンとビスフエノール
をはじめとする各種のノボラツク樹脂から合成さ
れるエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂あるいは
塩素や臭素などのハロゲン原子を導入したエポキ
シ樹脂などがあげられる。このエポキシ樹脂にモ
ノエポキシ化合物を適宜併用することは差支えな
く、このモノエポキシ化合物としてはスチレンオ
キシド、シクロヘキセンオキシド、プロピレンオ
キシド、メチルグリシジルエーテル、エチルグリ
シジルエーテル、フエニルグリシジルエーテル、
アリルグリシジルエーテル、オクチレンオキシ
ド、ドデセンオキシドなどが例示される。 また、このフエノール系硬化剤としては従来公
知の種々のものを使用することができ、これには
例えばフエノールノボラツク、クレゾールノボラ
ツクなどのように1分子中に2個以上の水酸基を
有するものをあげることができる。 なお、このエポキシ樹脂には上記した硬化剤と
エポキシ樹脂との反応を促進させる目的で各種の
硬化促進剤、例えばイミダゾールあるいはその誘
導体、第三級アミン誘導体、ホスフイン系誘導
体、シクロアミジン誘導体などを併用することは
任意とされる。 つぎにこの組成物に使用される第2成分として
の石英系充填剤は平均粒径が1〜25μmの球状石
英と90重量%以上が1μm以下の微細石英粉末と
からなるものとされる。 この平均粒径が1〜25μmの球状石英はアスペ
クト比が1〜1.3とされるものであるが、このも
のは例えば合成あるいは天然の石英粉末を水素ま
たはプロパンなどの可燃ガスと酸素ガスとを用い
て火炎中で溶融するか、テトラエトキシシランや
テトラメトキシシランを加水分解することによつ
て得たものあるいは加水分解後に焼結処理または
溶融したものとすればよい。 また、この微細石英粉末は天然あるいは合成の
石英塊を紛砕するか、粉砕後さらに分級すること
によつて得たものとすればよいが、このものは
1μm以下の粒径をもつものが90重量%以下では
これを添加したエポキシ樹脂組成物に十分満足す
べき流動性が与えられず、さらには樹脂モレ、バ
リの発生が大きくなるので90重量%以上が1μm
以下の粒径のものとする必要がある。 この第2成分における上記した球状石英と微細
石英粉末との配合比は微細石英粉末が全量の1重
量%以下では本発明のエポキシ樹脂組成物に流動
性向上、バリの減少という目的が達成されず、80
重量%以上とするとこの組成物から作られる成形
体が樹脂クラツクの発生し易いものとなるので、
微細石英粉末を1〜80重量%含有するものとする
ことが必要とされる。 なお、この第2成分としての石英充填剤の配合
量は第1成分としてのエポキシ樹脂100重量部に
対し、100重量部以下とするとこの組成物から作
られる成形品が線膨張係数の大きいものとなり、
耐クラツク性も満足するものにならないし、500
重量部以上とするとこれのエポキシ樹脂への分散
性がわるくなり、この組成物の流動性もわるくな
るので、これは100〜500重量部の範囲とする必要
があるが、この好ましい範囲は200〜350重量部と
される。 本発明のエポキシ樹脂組成物は上記した第1〜
第2成分の所定量を均一に混合することによつて
得ることができるが、この石英系充填剤は予じめ
その表面をカーボンフアンクシヨナルシランなど
で処理したものとしてもよく、これにはまた必要
に応じ各種の添加剤、例えばカーボンブラツクな
どの顔料、天然ワツクスなどの離型剤、難燃剤、
オルガノポリシロキサン、オルガノポリシロキサ
ンとフエノールノボラツク樹脂とのブロツク共重
合体、変性ポリブタジエンなどの可撓性付与剤、
カーボンフアンクシヨナルシランなどを添加して
もよい。 つぎに本発明の実施例をあげるが、例中の部は
重量部を示したものであり、各表中における物性
値は下記の方法による試験結果を示したものであ
る。 1 スパイラルフロー エポキシ樹脂組成物の粉末20gを、EMMI−
1−66に準じた金型を用いて金型温度175℃、プ
ランジヤー圧力70Kg/cm2で成形したときの値を測
定した。 2 樹脂もれ、バリ エポキシ樹脂組成物の粉末20gを、10μm、
30μmのスリツトをもつバリ測定用金型を用いて
金型温度175℃、プランジヤー圧力70Kg/cm2で成
形し、このときのスリツトに洩れた樹脂の長さを
ノギスで測定した。 3 熱膨張係数 エポキシ樹脂組成物を175℃、2分の成形条件
で、4mmφ×高さ15mmの円柱状に成形し、180℃
で4時間アフターキユアーしてからアグネ
DL1500(真空理化社製商品名)を用いて25℃から
120℃までの熱膨張係数を測定した。 4 曲げ弾性率 エポキシ樹脂組成物を175℃、2分の成形条件
で100×10×4mmの抵抗棒に成形し、180℃で4時
間アフターキユアーしてからJIS K6911の方法に
準じて曲げ弾性率を測定した。 5 耐クラツクテスト 9.0×4.5×0.5mmのシリコンチツプ40個を14PIN
ICフレームに貼り付け、これにエポキシ樹脂組
成物を175℃、2分の成形条件で成形し、180℃で
4時間アフターキユアーしてから、−196℃(1
分)〜+300℃(1分)の温度サイクルテストを
行ない、10サイクル後における樹脂クラツク発生
率を測定した。 実施例1〜3、比較例1〜3 クレゾールノボラツク型エポキシ樹脂・ECN
−1270(チバ社製商品名)600部、フエノールノボ
ラツク樹脂・TD2093(大日本インキ社製商品名)
300部に、第1表に示した量の石英系充填剤とシ
リコーンオイル変性エポキシ樹脂(シリコーン変
性率30%)100部、トリフエニルホスフイン10部、
カルナバワツクス10部、三酸化アンチモン100部、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン10
部およびカーボンブラツク10部を配合し、ヘンシ
エルミキサーで予備ブレンドしてから押出機で混
練し、冷却後粉砕してフエノール硬化性エポキシ
樹脂組成物6種を作り、ついでこれについての物
性をしらべたところ、第2表に示したとおりの結
果が得られた。
【表】
【表】 実施例4〜7、比較例4〜5 クレゾールノボラツク型エポキシ樹脂・
EOCN102(日本化薬社製商品名)650部、フエノ
ールノボラツク樹脂・TD2093(前出)300部、ブ
ロム化エポキシ樹脂・YDB340(東都化成社製商
品名)50部に、第3表に示した量の石英系充填剤
と実施例1〜3で使用したものと同じ種類、量の
硬化触媒、離型剤、シランカツプリング剤を配合
して、上記と同様に処理してフエノール硬化性エ
ポキシ樹脂組成物6種を作り、ついでこれについ
ての物性をしらべたところ、第4表に示したとお
りの結果が得られた。
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1 フエノール硬化性エポキシ樹脂 100重量部 2 平均粒径1〜25μmの球状石英粉末20〜99重
    量%と、90重量%以上が粒径1μm以下の粉末
    である微細石英粉末1〜80重量とからなる石英
    質充填剤 100〜500重量部 とからなることを特徴とする半導体封止用エポキ
    シ樹脂組成物。
JP9645085A 1985-05-07 1985-05-07 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Granted JPS61254619A (ja)

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