JP2003055535A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 LQFPやTSOP等の薄型の半導体装置の
封止用に好適な、耐半田性、高温保管性、耐湿信頼性に
優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得る。 【解決手段】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール
樹脂、(C)硬化促進剤、(D)無機充填材、及び
(E)キレート官能基含有添加剤を必須成分とし、キレ
ート官能基含有添加剤が全エポキシ樹脂組成物中に0.
03〜0.5重量%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。
封止用に好適な、耐半田性、高温保管性、耐湿信頼性に
優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得る。 【解決手段】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール
樹脂、(C)硬化促進剤、(D)無機充填材、及び
(E)キレート官能基含有添加剤を必須成分とし、キレ
ート官能基含有添加剤が全エポキシ樹脂組成物中に0.
03〜0.5重量%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。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物、及び半導体装置に関するものである。
キシ樹脂組成物、及び半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】IC、LSI等の半導体素子は、主に熱
硬化性樹脂組成物であるエポキシ樹脂組成物で封止され
半導体装置とされている。近年の電子機器の小型化、軽
量化、高性能化の市場動向において、半導体素子の高集
積化が年々進み、又半導体装置の表面実装化が促進され
るなかで、半導体装置への要求は益々厳しいものとなっ
てきている。近年、集積回路の高集積化に伴い半導体素
子は大型化し、かつ半導体装置はTSOP、TQFP、
BGA等の表面実装型に変わってきている。このため、
従来からのエポキシ樹脂組成物では解決できない問題点
も出てきている。その最大の問題点は、表面実装の採用
により半導体装置が半田浸漬、あるいはリフロー工程で
急激に200℃以上の高温にさらされ、吸湿した水分が
爆発的に気化する際の応力により、半導体装置にクラッ
クが発生したり、半導体素子、リードフレーム、インナ
ーリード上の各種メッキされた各接合部分とエポキシ樹
脂組成物の硬化物との界面で剥離が生じ、信頼性が著し
く低下する点であり、このため特に耐半田性が重視され
る。特に表面実装型の半導体装置に使用されるエポキシ
樹脂組成物は、これら実装時の熱応力に耐え得る様にす
るため、低粘度性の樹脂成分を配合し無機充填材を高充
填化し硬化物の強度を上げて吸湿率を低下させたり、従
来のオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂に比べ
てより強靱性が得られるビフェニル型エポキシ樹脂等の
結晶性エポキシ樹脂やジシクロペンタジエン変性フェノ
ール型エポキシ樹脂等を用いる様になってきている。し
かし、これらのエポキシ樹脂を使用したエポキシ樹脂組
成物は、硬化物のガラス転移温度が従来よりも低くなる
ため、高温下又は多湿下ではエポキシ樹脂組成物に含ま
れるCl-、Br-、Na+等のイオン性不純物の影響で
半導体回路の腐食が進み易く、耐湿信頼性、及び150
℃程度の高温雰囲気下でも半導体装置がその機能を維持
できる保存信頼性(以下、高温保管性という)に難点が
ある。
硬化性樹脂組成物であるエポキシ樹脂組成物で封止され
半導体装置とされている。近年の電子機器の小型化、軽
量化、高性能化の市場動向において、半導体素子の高集
積化が年々進み、又半導体装置の表面実装化が促進され
るなかで、半導体装置への要求は益々厳しいものとなっ
てきている。近年、集積回路の高集積化に伴い半導体素
子は大型化し、かつ半導体装置はTSOP、TQFP、
BGA等の表面実装型に変わってきている。このため、
従来からのエポキシ樹脂組成物では解決できない問題点
も出てきている。その最大の問題点は、表面実装の採用
により半導体装置が半田浸漬、あるいはリフロー工程で
急激に200℃以上の高温にさらされ、吸湿した水分が
爆発的に気化する際の応力により、半導体装置にクラッ
クが発生したり、半導体素子、リードフレーム、インナ
ーリード上の各種メッキされた各接合部分とエポキシ樹
脂組成物の硬化物との界面で剥離が生じ、信頼性が著し
く低下する点であり、このため特に耐半田性が重視され
る。特に表面実装型の半導体装置に使用されるエポキシ
樹脂組成物は、これら実装時の熱応力に耐え得る様にす
るため、低粘度性の樹脂成分を配合し無機充填材を高充
填化し硬化物の強度を上げて吸湿率を低下させたり、従
来のオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂に比べ
てより強靱性が得られるビフェニル型エポキシ樹脂等の
結晶性エポキシ樹脂やジシクロペンタジエン変性フェノ
ール型エポキシ樹脂等を用いる様になってきている。し
かし、これらのエポキシ樹脂を使用したエポキシ樹脂組
成物は、硬化物のガラス転移温度が従来よりも低くなる
ため、高温下又は多湿下ではエポキシ樹脂組成物に含ま
れるCl-、Br-、Na+等のイオン性不純物の影響で
半導体回路の腐食が進み易く、耐湿信頼性、及び150
℃程度の高温雰囲気下でも半導体装置がその機能を維持
できる保存信頼性(以下、高温保管性という)に難点が
ある。
【0003】一方、エポキシ樹脂組成物中には、難燃性
を付与するためにハロゲン系難燃剤、及びアンチモン化
合物が配合されている。近年、地球環境に配慮した企業
活動の重視によりこれらの物質の削減・撤廃の動きがあ
り、ハロゲン系難燃剤、アンチモン化合物を使用しない
で、難燃性に優れたエポキシ樹脂組成物の開発も行われ
ている。ハロゲン系難燃剤、アンチモン化合物に代わる
環境対応型の難燃剤としては、水酸化アルミニウムや水
酸化マグネシウム等の金属水酸化物、赤燐や有機燐化合
物が提案される様になってきているが、これらの難燃剤
も、得られた半導体装置の耐湿信頼性、高温保管性が低
下するという問題があり、全ての要求に十分に応えるこ
とができなかった。
を付与するためにハロゲン系難燃剤、及びアンチモン化
合物が配合されている。近年、地球環境に配慮した企業
活動の重視によりこれらの物質の削減・撤廃の動きがあ
り、ハロゲン系難燃剤、アンチモン化合物を使用しない
で、難燃性に優れたエポキシ樹脂組成物の開発も行われ
ている。ハロゲン系難燃剤、アンチモン化合物に代わる
環境対応型の難燃剤としては、水酸化アルミニウムや水
酸化マグネシウム等の金属水酸化物、赤燐や有機燐化合
物が提案される様になってきているが、これらの難燃剤
も、得られた半導体装置の耐湿信頼性、高温保管性が低
下するという問題があり、全ての要求に十分に応えるこ
とができなかった。
【0004】高温保管性を向上させるためには、材料中
のイオン性不純物を低減した原料を厳選して使用した
り、あるいはハロゲン類、酸化アンチモン類といった、
金ワイヤー接合部分を腐食させる成分を削減するといっ
た手法が用いられるが、難燃性の低下、コストアップ等
の問題があり十分に満足できるものではない。又耐湿信
頼性を向上させるためには、一般的に、エポキシ樹脂組
成物に含まれる不純物イオンとイオン交換をするイオン
捕捉剤、例えば Mg1Al0.45O1.67、Zr(HPO4)2・H2O、Mg4.3
Al2(OH)12.6CO3・mH2O、BiO(OH) 等を添加するという手法が用いられるが、これらのイオ
ン捕捉剤は、エポキシ樹脂組成物に含まれる不純物イオ
ンをイオン交換して不活性化するが、同時にカウンター
イオンを放出するため、成形品のpHを変化させてしま
う。その結果、耐湿信頼性は向上するものの、高温保管
性を低下させるという問題もある。
のイオン性不純物を低減した原料を厳選して使用した
り、あるいはハロゲン類、酸化アンチモン類といった、
金ワイヤー接合部分を腐食させる成分を削減するといっ
た手法が用いられるが、難燃性の低下、コストアップ等
の問題があり十分に満足できるものではない。又耐湿信
頼性を向上させるためには、一般的に、エポキシ樹脂組
成物に含まれる不純物イオンとイオン交換をするイオン
捕捉剤、例えば Mg1Al0.45O1.67、Zr(HPO4)2・H2O、Mg4.3
Al2(OH)12.6CO3・mH2O、BiO(OH) 等を添加するという手法が用いられるが、これらのイオ
ン捕捉剤は、エポキシ樹脂組成物に含まれる不純物イオ
ンをイオン交換して不活性化するが、同時にカウンター
イオンを放出するため、成形品のpHを変化させてしま
う。その結果、耐湿信頼性は向上するものの、高温保管
性を低下させるという問題もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐半田性、
耐湿信頼性、高温保管性に優れた半導体封止用エポキシ
樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置を提供するも
のである。
耐湿信頼性、高温保管性に優れた半導体封止用エポキシ
樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置を提供するも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、[1]
(A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)硬
化促進剤、(D)無機充填材、及び(E)キレート官能
基含有添加剤を必須成分とし、キレート官能基含有添加
剤が全エポキシ樹脂組成物中に0.03〜0.5重量%
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、[2] キレート官能基含有添加剤が、天然繊維に
キレート官能基を固定化させたものであり、かつ粒度が
100メッシュ以下のものである第[1]項記載の半導
体封止用エポキシ樹脂組成物、[3] 第[1]項又は
第[2]項記載のエポキシ樹脂組成物に、(F)金属元
素を含有する無機難燃剤を配合して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、[4] 第[1]
〜[3]項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ組
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
る半導体装置、である。
(A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂、(C)硬
化促進剤、(D)無機充填材、及び(E)キレート官能
基含有添加剤を必須成分とし、キレート官能基含有添加
剤が全エポキシ樹脂組成物中に0.03〜0.5重量%
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、[2] キレート官能基含有添加剤が、天然繊維に
キレート官能基を固定化させたものであり、かつ粒度が
100メッシュ以下のものである第[1]項記載の半導
体封止用エポキシ樹脂組成物、[3] 第[1]項又は
第[2]項記載のエポキシ樹脂組成物に、(F)金属元
素を含有する無機難燃剤を配合して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、[4] 第[1]
〜[3]項のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ組
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
る半導体装置、である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるエポキシ樹脂
は、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマ
ー全般を指し、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ス
チルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹
脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等の結晶性エポキ
シ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノール
アラルキル型エポキシ樹脂(フェニレン骨格、ビフェニ
ル骨格等を有する)、オルソクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ジ
シクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ト
リフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリ
フェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エ
ポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂等が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。又、これらは1
種類を単独で使用しても、2種類以上を併用してもよ
い。特に、エポキシ樹脂組成物の低粘度化が図れるビフ
ェニル型エポキシ樹脂や、低吸湿化が図れるフェノール
アラルキル型エポキシ樹脂(フェニレン骨格、ビフェニ
ル骨格等を有する)が好ましい。
は、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマ
ー全般を指し、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ス
チルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹
脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等の結晶性エポキ
シ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノール
アラルキル型エポキシ樹脂(フェニレン骨格、ビフェニ
ル骨格等を有する)、オルソクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ジ
シクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ト
リフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリ
フェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エ
ポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂等が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。又、これらは1
種類を単独で使用しても、2種類以上を併用してもよ
い。特に、エポキシ樹脂組成物の低粘度化が図れるビフ
ェニル型エポキシ樹脂や、低吸湿化が図れるフェノール
アラルキル型エポキシ樹脂(フェニレン骨格、ビフェニ
ル骨格等を有する)が好ましい。
【0008】本発明に用いられるフェノール樹脂として
は、分子内にフェノール性水酸基を有するモノマー、オ
リゴマー、ポリマー全般を指し、例えば、フェノールノ
ボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、テルペン変
性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノー
ル樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、フェノールアラ
ルキル樹脂(フェニレン骨格、ビフェニル骨格等を有す
る)、ナフトールアラルキル樹脂(フェニレン骨格、ビ
フェニル骨格等を有する)等が挙げられるが、これらに
限定されるものではない。又、これらは1種類を単独で
使用しても、2種類以上を併用してもよい。特に、エポ
キシ樹脂組成物の低粘度化が図れるフェノールアラルキ
ル樹脂(フェニレン骨格、ビフェニル骨格等を有する)
が好ましい。
は、分子内にフェノール性水酸基を有するモノマー、オ
リゴマー、ポリマー全般を指し、例えば、フェノールノ
ボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、テルペン変
性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノー
ル樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、フェノールアラ
ルキル樹脂(フェニレン骨格、ビフェニル骨格等を有す
る)、ナフトールアラルキル樹脂(フェニレン骨格、ビ
フェニル骨格等を有する)等が挙げられるが、これらに
限定されるものではない。又、これらは1種類を単独で
使用しても、2種類以上を併用してもよい。特に、エポ
キシ樹脂組成物の低粘度化が図れるフェノールアラルキ
ル樹脂(フェニレン骨格、ビフェニル骨格等を有する)
が好ましい。
【0009】全エポキシ樹脂のエポキシ基と全フェノー
ル樹脂のフェノール性水酸基との当量比としては、特に
限定しないが、好ましくは0.7〜1.4、特に好まし
くは0.8〜1.2である。0.7〜1.4の範囲を外
れると、硬化性、耐湿信頼性等が低下する可能性があ
る。
ル樹脂のフェノール性水酸基との当量比としては、特に
限定しないが、好ましくは0.7〜1.4、特に好まし
くは0.8〜1.2である。0.7〜1.4の範囲を外
れると、硬化性、耐湿信頼性等が低下する可能性があ
る。
【0010】本発明に用いられる硬化促進剤としては、
前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応を促進
するものであればよく、例えば、1,8−ジアザビシク
ロ(5,4,0)ウンデセン−7等のジアザビシクロア
ルケン及びその誘導体、トリブチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン等のアミン系化合物、トリフェニルホスフ
ィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニル
ボレート塩等の有機リン系化合物、2−メチルイミダゾ
ール等のイミダゾール化合物等が挙げられるが、これら
に限定されるものではない。又、これらは1種類を単独
で使用しても2種類以上を併用してもよい。
前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応を促進
するものであればよく、例えば、1,8−ジアザビシク
ロ(5,4,0)ウンデセン−7等のジアザビシクロア
ルケン及びその誘導体、トリブチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン等のアミン系化合物、トリフェニルホスフ
ィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニル
ボレート塩等の有機リン系化合物、2−メチルイミダゾ
ール等のイミダゾール化合物等が挙げられるが、これら
に限定されるものではない。又、これらは1種類を単独
で使用しても2種類以上を併用してもよい。
【0011】本発明に用いられる無機充填材の種類につ
いては特に制限はなく、一般に封止材料に用いられてい
るものを使用することができる。例えば、溶融破砕シリ
カ、溶融球状シリカ、結晶シリカ、2次凝集シリカ、ア
ルミナ、チタンホワイト、水酸化アルミニウム、タル
ク、クレー、ガラス繊維等が挙げられ、これらは1種類
を単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。特に
溶融球状シリカが好ましい。粒子の形状は限りなく真球
状であることが好ましく、又、粒子の大きさの異なるも
のを混合することにより充填量を多くすることができ
る。無機充填材の含有量としては、全エポキシ樹脂組成
物中に65〜94重量%が好ましく、より好ましくは7
5〜91重量%である。65重量%未満だと、無機充填
材による補強効果が十分に発現せず、且つ吸湿要因であ
る樹脂成分の配合量が多くなるので、エポキシ樹脂組成
物の硬化物の吸湿量が増大してしまうため、半田処理時
に半導体装置にクラックが発生しやすくなる可能性があ
る。94重量%を越えると、エポキシ樹脂組成物の流動
性が極端に低下し、成形時に充填不良やチップシフト、
パッドシフト、ワイヤースイープが発生しやすくなる可
能性がある。本発明に用いる無機充填材は、予め十分に
混合しておくことが好ましい。又、必要に応じて無機充
填材を、カップリング剤やエポキシ樹脂あるいはフェノ
ール樹脂等で予め処理して用いても良く、処理の方法と
しては、例えば、溶剤を用いて混合した後に溶媒を除去
する方法や、直接無機充填材に添加し、混合機を用いて
処理する方法等がある。
いては特に制限はなく、一般に封止材料に用いられてい
るものを使用することができる。例えば、溶融破砕シリ
カ、溶融球状シリカ、結晶シリカ、2次凝集シリカ、ア
ルミナ、チタンホワイト、水酸化アルミニウム、タル
ク、クレー、ガラス繊維等が挙げられ、これらは1種類
を単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。特に
溶融球状シリカが好ましい。粒子の形状は限りなく真球
状であることが好ましく、又、粒子の大きさの異なるも
のを混合することにより充填量を多くすることができ
る。無機充填材の含有量としては、全エポキシ樹脂組成
物中に65〜94重量%が好ましく、より好ましくは7
5〜91重量%である。65重量%未満だと、無機充填
材による補強効果が十分に発現せず、且つ吸湿要因であ
る樹脂成分の配合量が多くなるので、エポキシ樹脂組成
物の硬化物の吸湿量が増大してしまうため、半田処理時
に半導体装置にクラックが発生しやすくなる可能性があ
る。94重量%を越えると、エポキシ樹脂組成物の流動
性が極端に低下し、成形時に充填不良やチップシフト、
パッドシフト、ワイヤースイープが発生しやすくなる可
能性がある。本発明に用いる無機充填材は、予め十分に
混合しておくことが好ましい。又、必要に応じて無機充
填材を、カップリング剤やエポキシ樹脂あるいはフェノ
ール樹脂等で予め処理して用いても良く、処理の方法と
しては、例えば、溶剤を用いて混合した後に溶媒を除去
する方法や、直接無機充填材に添加し、混合機を用いて
処理する方法等がある。
【0012】本発明に用いられるキレート官能基含有添
加剤は、分子内に多座配位子を有し、金属イオンを挟み
こむ形でキレート化する作用を有するものである。キレ
ート官能基の種類としては特に限定しないが、例えば、
ジチオエーテル、グリコール、アミノフェノラート、ジ
カルボン酸等が挙げられる。キレート官能基含有添加剤
としては、特に限定しないが、例えば、セルロース等の
天然繊維にグルカミン結合をさせたもので、R−N(C
H3)CH2[CH(OH)]4CH2OH(Rは水素又は
アルキル基を示す)で表されるものや、R−S−(CH
2)2−S−R (Rは水素又はアルキル基を示す)で
表されるジチオエーテル類等が挙げられ、これらは1種
類を単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。一
般的にガラス転移点以上の高温下では、エポキシ樹脂組
成物中に含まれる微量の金属イオンが移動し、高温保管
性を悪化させるが、本発明のキレート官能基含有添加剤
を配合すると、キレート官能基が金属イオンに配位する
ことで金属イオンを不活性化し、高温保管性を向上でき
る。本発明のキレート官能基含有添加剤は、例えばキレ
スト(株)や住友学工業(株)等から市販されており市
場から容易に入手できる。特に、金属元素を含有する無
機難燃剤をエポキシ樹脂組成物に配合している場合、加
湿条件下では無機難燃剤に含有される金属元素がイオン
化して移動するため、通常、無機難燃剤の使用は耐湿信
頼性が低下する原因となるが、本発明のキレート官能基
含有添加剤を配合すれば、キレート官能基が金属イオン
に配位することで金属イオンを不活性化し、耐湿信頼性
を向上できる。なおキレート剤を直接エポキシ樹脂組成
物の材料に添加した場合は、樹脂成分との相溶性に乏し
く成形品表面にブリードアウトしたり、加湿条件下では
溶出したりして所定の効果を発揮できない可能性があ
る。
加剤は、分子内に多座配位子を有し、金属イオンを挟み
こむ形でキレート化する作用を有するものである。キレ
ート官能基の種類としては特に限定しないが、例えば、
ジチオエーテル、グリコール、アミノフェノラート、ジ
カルボン酸等が挙げられる。キレート官能基含有添加剤
としては、特に限定しないが、例えば、セルロース等の
天然繊維にグルカミン結合をさせたもので、R−N(C
H3)CH2[CH(OH)]4CH2OH(Rは水素又は
アルキル基を示す)で表されるものや、R−S−(CH
2)2−S−R (Rは水素又はアルキル基を示す)で
表されるジチオエーテル類等が挙げられ、これらは1種
類を単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。一
般的にガラス転移点以上の高温下では、エポキシ樹脂組
成物中に含まれる微量の金属イオンが移動し、高温保管
性を悪化させるが、本発明のキレート官能基含有添加剤
を配合すると、キレート官能基が金属イオンに配位する
ことで金属イオンを不活性化し、高温保管性を向上でき
る。本発明のキレート官能基含有添加剤は、例えばキレ
スト(株)や住友学工業(株)等から市販されており市
場から容易に入手できる。特に、金属元素を含有する無
機難燃剤をエポキシ樹脂組成物に配合している場合、加
湿条件下では無機難燃剤に含有される金属元素がイオン
化して移動するため、通常、無機難燃剤の使用は耐湿信
頼性が低下する原因となるが、本発明のキレート官能基
含有添加剤を配合すれば、キレート官能基が金属イオン
に配位することで金属イオンを不活性化し、耐湿信頼性
を向上できる。なおキレート剤を直接エポキシ樹脂組成
物の材料に添加した場合は、樹脂成分との相溶性に乏し
く成形品表面にブリードアウトしたり、加湿条件下では
溶出したりして所定の効果を発揮できない可能性があ
る。
【0013】本発明のキレート官能基含有添加剤の内で
は、天然繊維にキレート官能基を固定化させたものが特
に好ましい。これは天然繊維には吸湿性があるので、多
湿下では、金属イオンが繊維内へ容易に移動し、キレー
ト配位が効率よく行われるためである。なお、天然繊維
としては、特に限定するものではないが、例えば、セル
ロース、キトサン、ウール等が挙げられ、これらは1種
類を単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。本
発明のキレート官能基含有添加剤の粒度としては、10
0メッシュ以下が好ましい。100メッシュを越える
と、成形時のゲート詰まりや、エポキシ樹脂組成物中に
十分に分散・含浸できず効率的にキレート配位ができな
いという問題が発生する可能性がある。特に天然繊維に
キレート官能基を固定化させたものを用いる場合は、粒
度が100メッシュ以下のものであることがより好まし
い。これは天然繊維には吸湿性があるので、多湿下では
金属イオンが繊維内へ容易に移動しキレート配位が効率
よく行われる反面、水分が偏在することで局所的に水分
濃度が増大し、粒度が100メッシュを越えると半導体
装置の耐半田性が極端に低下するためである。粒度を1
00メッシュ以下とするための粉砕方法としては、キレ
ート官能基含有添加剤を微細化できれば特に制限はない
が、例えば、ボールミル、ハンマーミル、ピンクラッシ
ャー等の使用が挙げられる。本発明のキレート官能基含
有添加剤の添加量としては、全エポキシ樹脂組成物中に
0.03〜0.5重量%が好ましい。0.03重量%未
満だと十分に金属イオンを捕捉できず効果が発揮できな
い可能性がある。一方0.5重量%を越えると、効果は
変わらないのにコストアップや流動性の低下を招く可能
性がある。特に、天然繊維にキレート官能基を固定化さ
せたものを用いる場合は、天然繊維の吸湿性の高さに起
因する耐半田性の低下が起こる可能性がある。
は、天然繊維にキレート官能基を固定化させたものが特
に好ましい。これは天然繊維には吸湿性があるので、多
湿下では、金属イオンが繊維内へ容易に移動し、キレー
ト配位が効率よく行われるためである。なお、天然繊維
としては、特に限定するものではないが、例えば、セル
ロース、キトサン、ウール等が挙げられ、これらは1種
類を単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。本
発明のキレート官能基含有添加剤の粒度としては、10
0メッシュ以下が好ましい。100メッシュを越える
と、成形時のゲート詰まりや、エポキシ樹脂組成物中に
十分に分散・含浸できず効率的にキレート配位ができな
いという問題が発生する可能性がある。特に天然繊維に
キレート官能基を固定化させたものを用いる場合は、粒
度が100メッシュ以下のものであることがより好まし
い。これは天然繊維には吸湿性があるので、多湿下では
金属イオンが繊維内へ容易に移動しキレート配位が効率
よく行われる反面、水分が偏在することで局所的に水分
濃度が増大し、粒度が100メッシュを越えると半導体
装置の耐半田性が極端に低下するためである。粒度を1
00メッシュ以下とするための粉砕方法としては、キレ
ート官能基含有添加剤を微細化できれば特に制限はない
が、例えば、ボールミル、ハンマーミル、ピンクラッシ
ャー等の使用が挙げられる。本発明のキレート官能基含
有添加剤の添加量としては、全エポキシ樹脂組成物中に
0.03〜0.5重量%が好ましい。0.03重量%未
満だと十分に金属イオンを捕捉できず効果が発揮できな
い可能性がある。一方0.5重量%を越えると、効果は
変わらないのにコストアップや流動性の低下を招く可能
性がある。特に、天然繊維にキレート官能基を固定化さ
せたものを用いる場合は、天然繊維の吸湿性の高さに起
因する耐半田性の低下が起こる可能性がある。
【0014】本発明のキレート官能基含有添加剤は、他
のイオン捕捉剤と併用してもよい。併用できるイオン捕
捉剤としては、特に限定しないが、例えば、Mg1Al
0.45O1.67、ZrO(OH)2、Ti(HPO4)H2O
等が挙げられ、これらは1種類を単独で使用しても2種
類以上を併用してもよい。特に、カウンターイオンを放
出した後に系のpHを中性付近に調整する効果のあるM
g1Al0.45O1.67やZrO(OH)2等が好ましい。これ
は一般的にシリカを多く含む半導体封止用エポキシ樹脂
組成物のpHは4〜5と酸性を示すが、キレートの能力
はpHに依存しており、pHがより高い状態でより効率
よく金属イオンを不活性化させる効果が発現するからで
ある。
のイオン捕捉剤と併用してもよい。併用できるイオン捕
捉剤としては、特に限定しないが、例えば、Mg1Al
0.45O1.67、ZrO(OH)2、Ti(HPO4)H2O
等が挙げられ、これらは1種類を単独で使用しても2種
類以上を併用してもよい。特に、カウンターイオンを放
出した後に系のpHを中性付近に調整する効果のあるM
g1Al0.45O1.67やZrO(OH)2等が好ましい。これ
は一般的にシリカを多く含む半導体封止用エポキシ樹脂
組成物のpHは4〜5と酸性を示すが、キレートの能力
はpHに依存しており、pHがより高い状態でより効率
よく金属イオンを不活性化させる効果が発現するからで
ある。
【0015】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、(A)〜(E)成分の他に、(F)金属元素を含有
する無機難燃剤を配合してもよい。本発明の金属元素を
含有する無機難燃剤としては、例えば、酸化アンチモン
等の金属酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシ
ウム等の金属水酸化物、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛
等の金属塩類等が挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。これらは1種類を単独で使用しても2種類
以上を併用してもよい。
は、(A)〜(E)成分の他に、(F)金属元素を含有
する無機難燃剤を配合してもよい。本発明の金属元素を
含有する無機難燃剤としては、例えば、酸化アンチモン
等の金属酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシ
ウム等の金属水酸化物、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛
等の金属塩類等が挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。これらは1種類を単独で使用しても2種類
以上を併用してもよい。
【0016】本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)〜
(E)成分、又は(A)〜(F)成分の他、必要に応じ
て臭素化エポキシ樹脂等のハロゲン含有難燃剤、酸化ア
ンチモン等のアンチモン化合物を含有することは差し支
えないが、半導体装置の150〜200℃の高温下での
電気特性の安定性が要求される用途ではハロゲン原子、
アンチモン原子の含有量がそれぞれ全エポキシ樹脂組成
物中に0.09重量%以下であることが好ましく、完全
に含まれない方がより好ましい。ハロゲン原子、アンチ
モン原子のいずれかが0.09重量%を越えると、高温
下に放置したときに半導体装置の抵抗値が時間と共に増
大し、最終的には半導体素子の金線が断線する不良が発
生する可能性がある。又、環境保護の観点からも、ハロ
ゲン原子、アンチモン原子のそれぞれの含有量が0.0
9重量%以下で、極力含有されていないことが望まし
い。
(E)成分、又は(A)〜(F)成分の他、必要に応じ
て臭素化エポキシ樹脂等のハロゲン含有難燃剤、酸化ア
ンチモン等のアンチモン化合物を含有することは差し支
えないが、半導体装置の150〜200℃の高温下での
電気特性の安定性が要求される用途ではハロゲン原子、
アンチモン原子の含有量がそれぞれ全エポキシ樹脂組成
物中に0.09重量%以下であることが好ましく、完全
に含まれない方がより好ましい。ハロゲン原子、アンチ
モン原子のいずれかが0.09重量%を越えると、高温
下に放置したときに半導体装置の抵抗値が時間と共に増
大し、最終的には半導体素子の金線が断線する不良が発
生する可能性がある。又、環境保護の観点からも、ハロ
ゲン原子、アンチモン原子のそれぞれの含有量が0.0
9重量%以下で、極力含有されていないことが望まし
い。
【0017】本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)〜
(E)成分、又は(A)〜(F)成分の他、必要に応じ
てカーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シリコーン
オイル、シリコーンゴム等の低応力化剤、天然ワック
ス、合成ワックス、高級脂肪酸及びその金属塩類もしく
はパラフィン等の離型剤、酸化防止剤等の各種添加剤を
配合することができる。本発明のエポキシ樹脂組成物
は、(A)〜(E)成分、又は(A)〜(F)成分をミ
キサーを用いて混合後、熱ロール、加熱ニーダー、押出
機等の混練機で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の
電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トラン
スファーモールド、コンプレッションモールド、インジ
ェクションモールド等の成形方法で硬化成形すればよ
い。本発明のエポキシ樹脂組成物は、特にLQFPやT
SOP等の薄型の半導体装置の封止用に好適である。
(E)成分、又は(A)〜(F)成分の他、必要に応じ
てカーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シリコーン
オイル、シリコーンゴム等の低応力化剤、天然ワック
ス、合成ワックス、高級脂肪酸及びその金属塩類もしく
はパラフィン等の離型剤、酸化防止剤等の各種添加剤を
配合することができる。本発明のエポキシ樹脂組成物
は、(A)〜(E)成分、又は(A)〜(F)成分をミ
キサーを用いて混合後、熱ロール、加熱ニーダー、押出
機等の混練機で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の
電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トラン
スファーモールド、コンプレッションモールド、インジ
ェクションモールド等の成形方法で硬化成形すればよ
い。本発明のエポキシ樹脂組成物は、特にLQFPやT
SOP等の薄型の半導体装置の封止用に好適である。
【0018】以下、本発明を実施例で具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割
合は重量部とする。 実施例1 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点65℃、エポキシ当量2 00) 20.50重量部 フェノールノボラック樹脂(軟化点80℃、水酸基当量104) 11.00重量部 1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下、DBUという ) 0.20重量部 球状溶融シリカ 67.40重量部 キレート官能基含有添加剤1 0.30重量部 カルナバワックス 0.30重量部 カーボンブラック 0.30重量部 をミキサーを用いて各成分を混合した後、表面温度が9
5℃と25℃の2軸ロールを用いて混練し、冷却後粉砕
してエポキシ樹脂組成物を得た。このエポキシ樹脂組成
物を以下の方法で評価した。結果を表1に示す。なお、
キレート官能基含有添加剤1とは、セルロースにグルカ
ミン結合をさせたものでR−N(CH3)CH2[CH
(OH)]4CH2OH(Rは水素又はアルキル基を示
す)で表されるキレスト(株)・製キレストファイバー
(登録商標)を、更に粉砕して100メッシュを通過さ
せたものである。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割
合は重量部とする。 実施例1 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点65℃、エポキシ当量2 00) 20.50重量部 フェノールノボラック樹脂(軟化点80℃、水酸基当量104) 11.00重量部 1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下、DBUという ) 0.20重量部 球状溶融シリカ 67.40重量部 キレート官能基含有添加剤1 0.30重量部 カルナバワックス 0.30重量部 カーボンブラック 0.30重量部 をミキサーを用いて各成分を混合した後、表面温度が9
5℃と25℃の2軸ロールを用いて混練し、冷却後粉砕
してエポキシ樹脂組成物を得た。このエポキシ樹脂組成
物を以下の方法で評価した。結果を表1に示す。なお、
キレート官能基含有添加剤1とは、セルロースにグルカ
ミン結合をさせたものでR−N(CH3)CH2[CH
(OH)]4CH2OH(Rは水素又はアルキル基を示
す)で表されるキレスト(株)・製キレストファイバー
(登録商標)を、更に粉砕して100メッシュを通過さ
せたものである。
【0019】評価方法
スパイラルフロー:EMMI−1−66に準じたスパイ
ラルフロー測定用金型を用いて、金型温度175℃、注
入圧力6.9MPa、硬化時間120秒で測定した。 成形品pH:金型温度175℃、注入圧力6.9MP
a、硬化時間180秒で成形した成形品を成形後ポスト
キュアとして175℃で8時間処理した後、粉砕し、1
00メッシュの篩を通過した試料4gを得た。続いて沸
騰したイオン交換水100gを加え、24時間放置した
後の上澄み液を、pHメータを用いて測定した値とし
た。 耐半田性:低圧トランスファー成形機を用いて、金型温
度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒
で160ピンLQFP(パッケージサイズは24mm×
24mm、厚み1.4mm、シリコンチップサイズは
7.0mm×7.0mm、リードフレームはCu製)を
成形し、ポストキュアとして175℃で8時間処理し
た。得られたパッケージを85℃、相対湿度60%の環
境下で168時間放置したもの又は85℃、相対湿度8
5%の環境下、72時間放置したものをそれぞれ、26
0℃の半田槽に10秒間浸漬した。顕微鏡で外部クラッ
クを観察し、クラック発生率[(クラック発生率)=
(クラック発生パッケージ数)/(全パッケージ数)×
100]を%で表示した。又、チップとエポキシ樹脂組
成物の硬化物との剥離面積の割合を超音波探傷装置を用
いて測定し、剥離率[(剥離率)=(剥離面積)/(チ
ップ面積)×100]として、5個のパッケージの平均
値を求め、%で表示した。 耐湿信頼性:低圧トランスファー成形機を用いて、金型
温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120
秒で16ピンSOP(厚さ1.95mm、チップサイズ
3.5mm×3.0mm)を成形し、ポストキュアとし
て175℃で8時間処理した。封止したテスト用素子の
プレッシャークッカー試験(125℃、圧力2.2×1
05Pa)を行い、回路のオープン不良を測定し、不良
発生時間で表した。単位は時間。 高温保管性:低圧トランスファー成形機を用いて金型温
度175℃、注入圧力6.9MPa、120秒で16ピ
ンDIP(チップサイズ3mm×3.5mm)を成形し
た。ポストキュアとして175℃で8時間処理後、高温
保管試験(185℃、1000時間)を行い、配線間の
電気抵抗値が初期値に対し20%増加した配線間を不良
と判定した。1パッケージ当たり2個所の配線間、すな
わち10パッケージ分の合計で20個所を測定し、不良
な配線間の個所の数を百分率で示した。単位は%。
ラルフロー測定用金型を用いて、金型温度175℃、注
入圧力6.9MPa、硬化時間120秒で測定した。 成形品pH:金型温度175℃、注入圧力6.9MP
a、硬化時間180秒で成形した成形品を成形後ポスト
キュアとして175℃で8時間処理した後、粉砕し、1
00メッシュの篩を通過した試料4gを得た。続いて沸
騰したイオン交換水100gを加え、24時間放置した
後の上澄み液を、pHメータを用いて測定した値とし
た。 耐半田性:低圧トランスファー成形機を用いて、金型温
度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒
で160ピンLQFP(パッケージサイズは24mm×
24mm、厚み1.4mm、シリコンチップサイズは
7.0mm×7.0mm、リードフレームはCu製)を
成形し、ポストキュアとして175℃で8時間処理し
た。得られたパッケージを85℃、相対湿度60%の環
境下で168時間放置したもの又は85℃、相対湿度8
5%の環境下、72時間放置したものをそれぞれ、26
0℃の半田槽に10秒間浸漬した。顕微鏡で外部クラッ
クを観察し、クラック発生率[(クラック発生率)=
(クラック発生パッケージ数)/(全パッケージ数)×
100]を%で表示した。又、チップとエポキシ樹脂組
成物の硬化物との剥離面積の割合を超音波探傷装置を用
いて測定し、剥離率[(剥離率)=(剥離面積)/(チ
ップ面積)×100]として、5個のパッケージの平均
値を求め、%で表示した。 耐湿信頼性:低圧トランスファー成形機を用いて、金型
温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120
秒で16ピンSOP(厚さ1.95mm、チップサイズ
3.5mm×3.0mm)を成形し、ポストキュアとし
て175℃で8時間処理した。封止したテスト用素子の
プレッシャークッカー試験(125℃、圧力2.2×1
05Pa)を行い、回路のオープン不良を測定し、不良
発生時間で表した。単位は時間。 高温保管性:低圧トランスファー成形機を用いて金型温
度175℃、注入圧力6.9MPa、120秒で16ピ
ンDIP(チップサイズ3mm×3.5mm)を成形し
た。ポストキュアとして175℃で8時間処理後、高温
保管試験(185℃、1000時間)を行い、配線間の
電気抵抗値が初期値に対し20%増加した配線間を不良
と判定した。1パッケージ当たり2個所の配線間、すな
わち10パッケージ分の合計で20個所を測定し、不良
な配線間の個所の数を百分率で示した。単位は%。
【0020】実施例2〜5、比較例1〜5
表1、表2の配合に従い、実施例1と同様にしてエポキ
シ樹脂組成物を得て、実施例1と同様にして評価した。
結果を表1、表2に示す。実施例4、実施例5、比較例
4、比較例5で用いたビフェニル型エポキシ樹脂(ジャ
パンエポキシレジン(株)・製YX−4000)は融点
105℃、エポキシ当量195である。実施例4、実施
例5、比較例4、比較例5で用いたフェノールアラルキ
ル樹脂(三井化学(株)・製XL−225)は軟化点7
9℃、水酸基当量174である。
シ樹脂組成物を得て、実施例1と同様にして評価した。
結果を表1、表2に示す。実施例4、実施例5、比較例
4、比較例5で用いたビフェニル型エポキシ樹脂(ジャ
パンエポキシレジン(株)・製YX−4000)は融点
105℃、エポキシ当量195である。実施例4、実施
例5、比較例4、比較例5で用いたフェノールアラルキ
ル樹脂(三井化学(株)・製XL−225)は軟化点7
9℃、水酸基当量174である。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物を用いた半導体装置は耐半田性に加え、高温保管性、
耐湿信頼性に優れるため、産業上有用である。
物を用いた半導体装置は耐半田性に加え、高温保管性、
耐湿信頼性に優れるため、産業上有用である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
H01L 23/31
Fターム(参考) 4J002 CC03X CC04X CC05X CC07X
CD00W CD04W CD05W CD06W
CD07W DE079 DE129 DE136
DE146 DE149 DE189 DJ016
DJ036 DJ046 DK009 DL006
EF068 EJ078 EN008 EN027
EN067 EU117 EU137 EV028
EW017 EW177 EY017 FA046
FB086 FB266 FD016 FD139
FD14X FD157 FD208 GQ01
GQ05
4J036 AA01 AA02 AD01 AD08 AF01
AF06 DC02 DC03 DC41 DC46
DD07 DD09 FA01 FA02 FA03
FA05 FA10 FA12 FB07 JA07
4M109 AA01 EA02 EB03 EB04 EB12
EC01 EC05
Claims (4)
- 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール
樹脂、(C)硬化促進剤、(D)無機充填材、及び
(E)キレート官能基含有添加剤を必須成分とし、キレ
ート官能基含有添加剤が全エポキシ樹脂組成物中に0.
03〜0.5重量%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】 キレート官能基含有添加剤が、天然繊維
にキレート官能基を固定化させたものであり、かつ粒度
が100メッシュ以下のものである請求項1記載の半導
体封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載のエポキシ樹脂組成
物に、(F)金属元素を含有する無機難燃剤を配合して
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。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の半導体
封止用エポキシ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半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001249970A JP2003055535A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001249970A JP2003055535A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003055535A true JP2003055535A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19078883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001249970A Pending JP2003055535A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003055535A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006063136A (ja) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07316399A (ja) * | 1994-05-26 | 1995-12-05 | Sumitomo Chem Co Ltd | 熱硬化性樹脂組成物および電子部品 |
JPH10330595A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-15 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
JP2000169828A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-20 | Kiresuto Kk | 粉末状キレート捕捉材およびその製法並びに該捕捉材を用いたイオン捕捉法 |
JP2002275246A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Toray Ind Inc | エポキシ系樹脂組成物および半導体装置 |
-
2001
- 2001-08-21 JP JP2001249970A patent/JP2003055535A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07316399A (ja) * | 1994-05-26 | 1995-12-05 | Sumitomo Chem Co Ltd | 熱硬化性樹脂組成物および電子部品 |
JPH10330595A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-15 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
JP2000169828A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-20 | Kiresuto Kk | 粉末状キレート捕捉材およびその製法並びに該捕捉材を用いたイオン捕捉法 |
JP2002275246A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Toray Ind Inc | エポキシ系樹脂組成物および半導体装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006063136A (ja) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
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