JP2003268071A - エポキシ系樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 - Google Patents
エポキシ系樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置Info
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- JP2003268071A JP2003268071A JP2002075402A JP2002075402A JP2003268071A JP 2003268071 A JP2003268071 A JP 2003268071A JP 2002075402 A JP2002075402 A JP 2002075402A JP 2002075402 A JP2002075402 A JP 2002075402A JP 2003268071 A JP2003268071 A JP 2003268071A
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】リフロー時の耐クラック性や密着性、特に銅に
対する密着性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供するこ
と。 【解決手段】エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填
材(C)とエピスルフィド樹脂(D)を必須成分として
配合してなるエポキシ樹脂組成物。さらに、エピスルフ
ィド樹脂(D)が化学式(I)で表されるビスフェノー
ル型エピスルフィド樹脂であることが好ましく、さらに
化学式(II)で表されるビスフェノールA型エピスルフ
ィド樹脂であることが好ましい。
対する密着性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供するこ
と。 【解決手段】エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填
材(C)とエピスルフィド樹脂(D)を必須成分として
配合してなるエポキシ樹脂組成物。さらに、エピスルフ
ィド樹脂(D)が化学式(I)で表されるビスフェノー
ル型エピスルフィド樹脂であることが好ましく、さらに
化学式(II)で表されるビスフェノールA型エピスルフ
ィド樹脂であることが好ましい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形性および信頼
性に優れ、特に半導体封止用として好適なエポキシ系樹
脂組成物に関するものである。
性に優れ、特に半導体封止用として好適なエポキシ系樹
脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置などの電子回路部品の封止方
法として、従来より金属やセラミックスによるハーメッ
チックシールとフェノール化合物、シリコーン樹脂、エ
ポキシ樹脂などによる樹脂封止が提案されており、一般
にこのような封止に使用される樹脂を封止材樹脂と呼ん
でいる。その中でも、経済性、生産性、物性のバランス
の点からエポキシ樹脂による樹脂封止が最も盛んに行わ
れている。そして、エポキシ樹脂による封止方法は、エ
ポキシ樹脂に硬化剤、充填材などを添加した組成物を用
い、半導体素子を金型にセットしてトランスファー成型
法などにより封止する方法が一般的に行われている。
法として、従来より金属やセラミックスによるハーメッ
チックシールとフェノール化合物、シリコーン樹脂、エ
ポキシ樹脂などによる樹脂封止が提案されており、一般
にこのような封止に使用される樹脂を封止材樹脂と呼ん
でいる。その中でも、経済性、生産性、物性のバランス
の点からエポキシ樹脂による樹脂封止が最も盛んに行わ
れている。そして、エポキシ樹脂による封止方法は、エ
ポキシ樹脂に硬化剤、充填材などを添加した組成物を用
い、半導体素子を金型にセットしてトランスファー成型
法などにより封止する方法が一般的に行われている。
【0003】半導体封止用エポキシ系樹脂組成物に要求
される特性としては、信頼性および成形性などがあり、
信頼性としては半田耐熱性、高温信頼性、耐熱信頼性、
耐湿性などが、成形性としては流動性、熱時硬度、バリ
などがあげられる。
される特性としては、信頼性および成形性などがあり、
信頼性としては半田耐熱性、高温信頼性、耐熱信頼性、
耐湿性などが、成形性としては流動性、熱時硬度、バリ
などがあげられる。
【0004】最近はプリント基板への半導体装置パッケ
ージの実装において高密度化、自動化が進められてお
り、従来のリードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装
方式”に代わり、基板表面に半導体装置パッケージを半
田付けする“表面実装方式”が盛んになってきた。それ
に伴い、半導体装置パッケージも従来のDIP(デュア
ル・インライン・パッケージ)から、高密度実装・表面
実装に適した薄型のFPP(フラット・プラスチック・
パッケージ)に移行しつつある。その中でも最近では、
微細加工技術の進歩により、厚さ2mm以下のTSO
P、TQFP、LQFPが主流となりつつある。そのた
め湿度や温度など外部からの影響をいっそう受けやすく
なり、半田耐熱性、高温信頼性、耐熱信頼性などの信頼
性が今後ますます重要となってきている。
ージの実装において高密度化、自動化が進められてお
り、従来のリードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装
方式”に代わり、基板表面に半導体装置パッケージを半
田付けする“表面実装方式”が盛んになってきた。それ
に伴い、半導体装置パッケージも従来のDIP(デュア
ル・インライン・パッケージ)から、高密度実装・表面
実装に適した薄型のFPP(フラット・プラスチック・
パッケージ)に移行しつつある。その中でも最近では、
微細加工技術の進歩により、厚さ2mm以下のTSO
P、TQFP、LQFPが主流となりつつある。そのた
め湿度や温度など外部からの影響をいっそう受けやすく
なり、半田耐熱性、高温信頼性、耐熱信頼性などの信頼
性が今後ますます重要となってきている。
【0005】表面実装においては、通常半田リフローに
よる実装が行われるが、この方法では、基板の上に半導
体装置パッケージを乗せ、これらを200℃以上の高温
にさらし、基板にあらかじめつけられた半田を溶融させ
て半導体装置パッケージを基板表面に接着させるため、
半導体装置パッケージ全体が高温にさらされる。このと
き封止樹脂組成物とパッケージ内部のリードフレーム、
半導体チップなどの各部材間に熱応力等のストレスがか
かり、そのため、封止樹脂組成物の密着性が悪いと封止
材とパッケージ内の部材との間に剥離が発生し、さらに
その剥離を起点としてクラックが発生したり、剥離部分
に水分が析出し、半導体の信頼性を低下させる。従って
半導体用封止樹脂組成物において部材との密着性は非常
に重要となる。特に、近年はコスト面や電気特性の点か
ら銅をリードフレームの部材とすることが多くなってき
ているため銅との密着性を向上させることは非常に重要
である。
よる実装が行われるが、この方法では、基板の上に半導
体装置パッケージを乗せ、これらを200℃以上の高温
にさらし、基板にあらかじめつけられた半田を溶融させ
て半導体装置パッケージを基板表面に接着させるため、
半導体装置パッケージ全体が高温にさらされる。このと
き封止樹脂組成物とパッケージ内部のリードフレーム、
半導体チップなどの各部材間に熱応力等のストレスがか
かり、そのため、封止樹脂組成物の密着性が悪いと封止
材とパッケージ内の部材との間に剥離が発生し、さらに
その剥離を起点としてクラックが発生したり、剥離部分
に水分が析出し、半導体の信頼性を低下させる。従って
半導体用封止樹脂組成物において部材との密着性は非常
に重要となる。特に、近年はコスト面や電気特性の点か
ら銅をリードフレームの部材とすることが多くなってき
ているため銅との密着性を向上させることは非常に重要
である。
【0006】更に、近年では環境保護の点から鉛を含ん
でいない鉛フリー半田の使用が進んでいるが、鉛フリー
半田は融点が高く、そのためリフロー温度も上がること
になり半導体用封止樹脂組成物にはこれまで以上の高温
に耐えうる密着性が求められている。
でいない鉛フリー半田の使用が進んでいるが、鉛フリー
半田は融点が高く、そのためリフロー温度も上がること
になり半導体用封止樹脂組成物にはこれまで以上の高温
に耐えうる密着性が求められている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、半導
体パッケージ部材、特に銅との密着性が高く、リフロー
時の耐クラック性などの信頼性に優れた樹脂組成物を提
供することにより、より高温のリフロー温度に対応した
樹脂封止半導体を可能にすることにある。
体パッケージ部材、特に銅との密着性が高く、リフロー
時の耐クラック性などの信頼性に優れた樹脂組成物を提
供することにより、より高温のリフロー温度に対応した
樹脂封止半導体を可能にすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、主として次の構成を有する。すなわち、
「エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填材(C)と
エピスルフィド樹脂(D)を必須成分として配合してな
ることを特徴とするエポキシ系樹脂組成物。」である。
に、本発明は、主として次の構成を有する。すなわち、
「エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填材(C)と
エピスルフィド樹脂(D)を必須成分として配合してな
ることを特徴とするエポキシ系樹脂組成物。」である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を詳述する。
【0010】本発明のエポキシ系樹脂組成物は、エポキ
シ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填材(C)とエピスル
フィド樹脂(D)を必須成分として配合してなる。以
下、各成分について順に説明する。
シ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填材(C)とエピスル
フィド樹脂(D)を必須成分として配合してなる。以
下、各成分について順に説明する。
【0011】本発明におけるエポキシ樹脂(A)は1分
子中にエポキシ基を2個以上有するものであれば特に限
定されず、これらの具体例としては、たとえばクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、ビスヒドロキシビフェニ
ル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
ビスフェノールF型エポキシ樹脂、線状脂肪族型エポキ
シ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、
ハロゲン化エポキシ樹脂およびスピロ環含有エポキシ樹
脂などがあげられる。
子中にエポキシ基を2個以上有するものであれば特に限
定されず、これらの具体例としては、たとえばクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、ビスヒドロキシビフェニ
ル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
ビスフェノールF型エポキシ樹脂、線状脂肪族型エポキ
シ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、
ハロゲン化エポキシ樹脂およびスピロ環含有エポキシ樹
脂などがあげられる。
【0012】その中でも、リードフレーム部材に対する
密着性の良い、化学式(III)で表されるビフェニル型
エポキシや、化学式(IV)で表されるビスフェノール型
エポキシが好ましい。
密着性の良い、化学式(III)で表されるビフェニル型
エポキシや、化学式(IV)で表されるビスフェノール型
エポキシが好ましい。
【0013】
【化9】
(式中、R7〜R10は、水素原子またはメチル基を示
す。)
す。)
【0014】
【化10】
(式中、R11〜R16は、水素原子またはメチル基を示
す。)
す。)
【0015】用途によっては2種以上のエポキシ樹脂を
併用しても良いが、半導体装置封止用としては密着性の
点からビフェニル型エポキシやビスフェノール型エポキ
シを単体あるいは併せて、全エポキシ樹脂(A)中に5
0重量%以上含むことが好ましい。
併用しても良いが、半導体装置封止用としては密着性の
点からビフェニル型エポキシやビスフェノール型エポキ
シを単体あるいは併せて、全エポキシ樹脂(A)中に5
0重量%以上含むことが好ましい。
【0016】本発明では信頼性の点からエポキシ樹脂
(A)の添加量は組成物全体に対して2.0〜15.0
重量%が好ましい。
(A)の添加量は組成物全体に対して2.0〜15.0
重量%が好ましい。
【0017】本発明における硬化剤(B)はエポキシ樹
脂(A)と反応して硬化させるものであれば特に限定さ
れず、その具体例としては、例えばフェノールノボラッ
ク、クレゾールノボラックなどのノボラック樹脂、ビス
フェノールAなどのビスフェノール化合物、無水マレイ
ン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無水
物およびメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニル
メタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族アミ
ンなどがあげられる。なかでも、半導体装置封止用とし
ては、耐熱性、耐湿性および保存性に優れる点から、フ
ェノール性水酸基を有する硬化剤が好ましい。フェノー
ル性水酸基を有する硬化剤の具体例としては、フェノー
ルノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフト
ールノボラック樹脂などのノボラック樹脂、トリス(ヒ
ドロキシフェニル)メタン、1,1,2−トリス(ヒド
ロキシフェニル)エタン、1,1,3−トリス(ヒドロ
キシフェニル)プロパン、テルペンとフェノールの縮合
化合物、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノール樹
脂、ナフトールアラルキル樹脂、下記化学式(V)で表
されるフェノールアラルキル樹脂、
脂(A)と反応して硬化させるものであれば特に限定さ
れず、その具体例としては、例えばフェノールノボラッ
ク、クレゾールノボラックなどのノボラック樹脂、ビス
フェノールAなどのビスフェノール化合物、無水マレイ
ン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無水
物およびメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニル
メタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族アミ
ンなどがあげられる。なかでも、半導体装置封止用とし
ては、耐熱性、耐湿性および保存性に優れる点から、フ
ェノール性水酸基を有する硬化剤が好ましい。フェノー
ル性水酸基を有する硬化剤の具体例としては、フェノー
ルノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフト
ールノボラック樹脂などのノボラック樹脂、トリス(ヒ
ドロキシフェニル)メタン、1,1,2−トリス(ヒド
ロキシフェニル)エタン、1,1,3−トリス(ヒドロ
キシフェニル)プロパン、テルペンとフェノールの縮合
化合物、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノール樹
脂、ナフトールアラルキル樹脂、下記化学式(V)で表
されるフェノールアラルキル樹脂、
【0018】
【化11】
(式中のnは0または1以上の整数、R17〜R24は水素
またはメチル基を表す。) 下記化学式(VI)で表されるビフェニル骨格含有フェノ
ール樹脂、
またはメチル基を表す。) 下記化学式(VI)で表されるビフェニル骨格含有フェノ
ール樹脂、
【0019】
【化12】
(式中のnは0または1以上の整数、R25〜R32は水素
またはメチル基。) 下記化学式(VII)および(VIII)で表される繰り返し
単位構造を有するフェノール化合物などがあげられる。
またはメチル基。) 下記化学式(VII)および(VIII)で表される繰り返し
単位構造を有するフェノール化合物などがあげられる。
【0020】
【化13】
【0021】
【化14】
(R33〜R40は水素原子またはメチル基を表す。)
硬化剤(B)は、用途によっては2種類以上の硬化剤を
併用しても良い。
併用しても良い。
【0022】硬化剤(B)の全エポキシ樹脂組成物に対
する含有量は通常2.5〜12重量%であり、エポキシ
樹脂(A)と硬化剤(B)の配合比は官能基数で通常
1.5〜0.5である。
する含有量は通常2.5〜12重量%であり、エポキシ
樹脂(A)と硬化剤(B)の配合比は官能基数で通常
1.5〜0.5である。
【0023】本発明はエピスルフィド樹脂(D)を必須
成分として配合する。ここではエピスルフィド樹脂とは
エピスルフィド基を1分子中に2個以上有する化合物全
般を示す。エピスルフィド樹脂の好ましい例としては下
に示すような化合物が挙げられる。
成分として配合する。ここではエピスルフィド樹脂とは
エピスルフィド基を1分子中に2個以上有する化合物全
般を示す。エピスルフィド樹脂の好ましい例としては下
に示すような化合物が挙げられる。
【0024】
【化15】
(R41〜R44は水素またはメチル基。)
【0025】
【化16】
【0026】
【化17】
【0027】
【化18】
(式中、R1〜R6は水素原子または炭素数1〜4の低級
アルキル基を示す。)
アルキル基を示す。)
【0028】特に本発明においては化学式(I)で示さ
れるビスフェノール型エピスルフィド樹脂を用いること
が好ましく、なかでも下記化学式(II)で示されるビス
フェノールA型エピスルフィド樹脂が好ましい。
れるビスフェノール型エピスルフィド樹脂を用いること
が好ましく、なかでも下記化学式(II)で示されるビス
フェノールA型エピスルフィド樹脂が好ましい。
【0029】
【化19】
エピスルフィド樹脂、特に化学式(I)で表されるビス
フェノール型エピスルフィド樹脂を添加することによ
り、成形性に優れ、また、特に銅に対する密着性に優れ
たエポキシ樹脂組成物を提供することができる。また、
エピスルフィド樹脂を添加することにより、難燃性が高
くなり、従来使用されていた難燃剤、難燃助剤を使用し
なくても難燃性を維持することができる。このことによ
り、従来から難燃剤として使用してきたハロゲン化合物
を樹脂組成物に添加する必要がなくなり、環境保護の点
で好ましい。
フェノール型エピスルフィド樹脂を添加することによ
り、成形性に優れ、また、特に銅に対する密着性に優れ
たエポキシ樹脂組成物を提供することができる。また、
エピスルフィド樹脂を添加することにより、難燃性が高
くなり、従来使用されていた難燃剤、難燃助剤を使用し
なくても難燃性を維持することができる。このことによ
り、従来から難燃剤として使用してきたハロゲン化合物
を樹脂組成物に添加する必要がなくなり、環境保護の点
で好ましい。
【0030】エピスルフィド樹脂(D)の添加量は硬化
性、他の部材に対しての密着性の兼ね合いから、エポキ
シ樹脂組成物全体に対して0.1〜10.0重量%が好
ましく、0.2〜5.0重量%が更に好ましいが、添加
量はこれに限定されるものではない。
性、他の部材に対しての密着性の兼ね合いから、エポキ
シ樹脂組成物全体に対して0.1〜10.0重量%が好
ましく、0.2〜5.0重量%が更に好ましいが、添加
量はこれに限定されるものではない。
【0031】また、本発明においてエポキシ樹脂(A)
と硬化剤(B)の硬化反応やエピスルフィド樹脂(D)
の縮合反応を促進するため硬化触媒を用いても良い。硬
化触媒は硬化反応を促進するものであれば特に限定され
ず、たとえば2−メチルイミダゾール、2,4−ジメチ
ルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾー
ル、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メ
チルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾールなど
のイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン、α−メチルベンジルメチルアミン、2−
(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−ト
リス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジ
アザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7などの3級
アミン化合物およびそれらの塩、ジルコニウムテトラメ
トキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラキ
ス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、トリ(アセチ
ルアセトナト)アルミニウムなどの有機金属化合物およ
びトリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、ト
リエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(p
−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニ
ル)ホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフ
ェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラベ
ンゾイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニ
ウムテトラナフトイックアシッドボレートなどの有機ホ
スフィン化合物およびそれらの塩などがあげられる。特
に好ましいものとしてトリフェニルホスフィン、1,8
−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、テト
ラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレートなどが
挙げられる。
と硬化剤(B)の硬化反応やエピスルフィド樹脂(D)
の縮合反応を促進するため硬化触媒を用いても良い。硬
化触媒は硬化反応を促進するものであれば特に限定され
ず、たとえば2−メチルイミダゾール、2,4−ジメチ
ルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾー
ル、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メ
チルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾールなど
のイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン、α−メチルベンジルメチルアミン、2−
(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−ト
リス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジ
アザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7などの3級
アミン化合物およびそれらの塩、ジルコニウムテトラメ
トキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラキ
ス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、トリ(アセチ
ルアセトナト)アルミニウムなどの有機金属化合物およ
びトリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、ト
リエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(p
−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニ
ル)ホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフ
ェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラベ
ンゾイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニ
ウムテトラナフトイックアシッドボレートなどの有機ホ
スフィン化合物およびそれらの塩などがあげられる。特
に好ましいものとしてトリフェニルホスフィン、1,8
−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、テト
ラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレートなどが
挙げられる。
【0032】これらの硬化触媒は、用途によっては2種
以上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂
(A)とエピスルフィド樹脂(D)の合計量100重量
部に対して0.1〜10重量部の範囲が望ましい。
以上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂
(A)とエピスルフィド樹脂(D)の合計量100重量
部に対して0.1〜10重量部の範囲が望ましい。
【0033】本発明における充填材(C)の種類は、球
状の溶融シリカ(c)が好ましく、その割合が充填材
(C)全体に対して80重量%以上であることが好まし
い。一般に充填材(C)の割合が大きくなるにつれて流
動性などの成形性は悪化するが、球状の溶融シリカ
(c)を使用することにより流動性の悪化をより抑える
ことができる。球状溶融シリカ(c)の粒径については
平均粒径(メジアン径)が20μm以下であることが好
ましい。異なる粒度分布の球状シリカを混合して用いる
ことも可能である。
状の溶融シリカ(c)が好ましく、その割合が充填材
(C)全体に対して80重量%以上であることが好まし
い。一般に充填材(C)の割合が大きくなるにつれて流
動性などの成形性は悪化するが、球状の溶融シリカ
(c)を使用することにより流動性の悪化をより抑える
ことができる。球状溶融シリカ(c)の粒径については
平均粒径(メジアン径)が20μm以下であることが好
ましい。異なる粒度分布の球状シリカを混合して用いる
ことも可能である。
【0034】充填材(C)の割合は全樹脂組成物中で8
0〜96重量%であることが好ましい。充填材の割合を
上げることにより耐クラック性が向上する。更に、半田
リフローの温度が260℃になるような“鉛フリー半
田”にも対応が可能になることから、充填材(C)の割
合が85重量%以上96重量%以下にすることがより好
ましい。
0〜96重量%であることが好ましい。充填材の割合を
上げることにより耐クラック性が向上する。更に、半田
リフローの温度が260℃になるような“鉛フリー半
田”にも対応が可能になることから、充填材(C)の割
合が85重量%以上96重量%以下にすることがより好
ましい。
【0035】用途によっては2種類以上の充填材を併用
することができ、併用する充填材としては、無機質充填
材が好ましく、具体的には溶融シリカ、結晶性シリカ、
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネ
シア、クレー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタ
ン、アスベスト、ガラス繊維などがあげられる。これら
併用する充填材の形状や平均粒径はとくに限定されない
が、流動性、成形性の点から球状が好ましく、また平均
粒径は20μm以下であることが好ましい。
することができ、併用する充填材としては、無機質充填
材が好ましく、具体的には溶融シリカ、結晶性シリカ、
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネ
シア、クレー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタ
ン、アスベスト、ガラス繊維などがあげられる。これら
併用する充填材の形状や平均粒径はとくに限定されない
が、流動性、成形性の点から球状が好ましく、また平均
粒径は20μm以下であることが好ましい。
【0036】本発明において、信頼性を向上させる目的
でシランカップリング剤(E)を添加することが好まし
い。シランカップリング剤(E)としては、公知のシラ
ンカップリング剤を用いることができる。その具体例と
してはγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、N
−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどがあ
げられ、用途によっては2種類以上を添加してもよい。
でシランカップリング剤(E)を添加することが好まし
い。シランカップリング剤(E)としては、公知のシラ
ンカップリング剤を用いることができる。その具体例と
してはγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、N
−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどがあ
げられ、用途によっては2種類以上を添加してもよい。
【0037】シランカップリング剤(E)の添加量は、
成形性と信頼性の点から通常、充填材100重量部に対
して0.1〜5重量部、好ましくは0.2〜3重量部、
特に好ましくは0.3〜1.5重量部である。シランカ
ップリング剤(E)は他の成分と一緒に混合することに
より添加することができるが、本発明においては充填材
(C)をシランカップリング剤(E)であらかじめ表面
処理することが、信頼性、接着性、流動性の向上の点で
好ましい。
成形性と信頼性の点から通常、充填材100重量部に対
して0.1〜5重量部、好ましくは0.2〜3重量部、
特に好ましくは0.3〜1.5重量部である。シランカ
ップリング剤(E)は他の成分と一緒に混合することに
より添加することができるが、本発明においては充填材
(C)をシランカップリング剤(E)であらかじめ表面
処理することが、信頼性、接着性、流動性の向上の点で
好ましい。
【0038】本発明のエポキシ系樹脂組成物には、カー
ボンブラック、酸化鉄などの着色剤、シリコーンゴム、
スチレン系ブロック共重合体、オレフィン系重合体、変
性ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴムなどのエラス
トマー、ポリスチレンなどの熱可塑性樹脂、チタネート
カップリング剤などのカップリング剤、長鎖脂肪酸、長
鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸
のアミド、パラフィンワックスなどの離型剤および有機
過酸化物など架橋剤を任意に添加することができる。
ボンブラック、酸化鉄などの着色剤、シリコーンゴム、
スチレン系ブロック共重合体、オレフィン系重合体、変
性ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴムなどのエラス
トマー、ポリスチレンなどの熱可塑性樹脂、チタネート
カップリング剤などのカップリング剤、長鎖脂肪酸、長
鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸
のアミド、パラフィンワックスなどの離型剤および有機
過酸化物など架橋剤を任意に添加することができる。
【0039】本発明のエポキシ系樹脂組成物は溶融混練
によって製造することが好ましい。具体的には、原料を
ミキサー等である程度混合し、この混合した原料につい
てたとえばバンバリーミキサー、ニーダー、ロール、単
軸もしくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の
混練方法を用いて60〜140℃の温度範囲で溶融混練
することにより、製造される。このエポキシ系樹脂組成
物は通常粉末またはタブレット状態から、成形によって
半導体封止に供される。半導体素子を封止する方法とし
ては、低圧トランスファー成形法が一般的であるがイン
ジェクション成形法や圧縮成形法も可能である。成形条
件としては、たとえばエポキシ樹脂組成物を成形温度1
50℃〜200℃、成形圧力5〜15MPa、成形時間
(キュアタイム)30〜300秒で成形し、エポキシ樹
脂組成物の硬化物とすることによって半導体装置が製造
される。また、必要に応じて上記成形物を100〜20
0℃で2〜15時間、追加加熱処理(ポストキュア)も
行われる。
によって製造することが好ましい。具体的には、原料を
ミキサー等である程度混合し、この混合した原料につい
てたとえばバンバリーミキサー、ニーダー、ロール、単
軸もしくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の
混練方法を用いて60〜140℃の温度範囲で溶融混練
することにより、製造される。このエポキシ系樹脂組成
物は通常粉末またはタブレット状態から、成形によって
半導体封止に供される。半導体素子を封止する方法とし
ては、低圧トランスファー成形法が一般的であるがイン
ジェクション成形法や圧縮成形法も可能である。成形条
件としては、たとえばエポキシ樹脂組成物を成形温度1
50℃〜200℃、成形圧力5〜15MPa、成形時間
(キュアタイム)30〜300秒で成形し、エポキシ樹
脂組成物の硬化物とすることによって半導体装置が製造
される。また、必要に応じて上記成形物を100〜20
0℃で2〜15時間、追加加熱処理(ポストキュア)も
行われる。
【0040】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
る。
【0041】[実施例1〜7、比較例1〜5]本発明で使
用した原材料は以下の通りである。 〈エポキシ樹脂I〉下記化学式で表されるビスフェノー
ルF型エポキシ樹脂(エポキシ等量192)
用した原材料は以下の通りである。 〈エポキシ樹脂I〉下記化学式で表されるビスフェノー
ルF型エポキシ樹脂(エポキシ等量192)
【0042】
【化20】
【0043】〈エポキシ樹脂II〉4,4’−ビス(2,
3−エポキシプロポキシ)−3,3’,5,5’−テト
ラメチルビフェニル(エポキシ等量193) 〈エポキシ樹脂III〉o−クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂(エポキシ当量194) 〈硬化剤I〉水酸基当量が108のフェノールノボラッ
ク樹脂 〈硬化剤II〉水酸基当量が175のフェノールアラルキ
ル樹脂 〈エピスルフィド樹脂〉下記化学式(II)で表されるビ
スフェノールA型エピスルフィド樹脂(ジャパンエポキ
シレジン社製”YL7000”)
3−エポキシプロポキシ)−3,3’,5,5’−テト
ラメチルビフェニル(エポキシ等量193) 〈エポキシ樹脂III〉o−クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂(エポキシ当量194) 〈硬化剤I〉水酸基当量が108のフェノールノボラッ
ク樹脂 〈硬化剤II〉水酸基当量が175のフェノールアラルキ
ル樹脂 〈エピスルフィド樹脂〉下記化学式(II)で表されるビ
スフェノールA型エピスルフィド樹脂(ジャパンエポキ
シレジン社製”YL7000”)
【0044】
【化21】
【0045】〈無機質充填材〉平均粒径が約10μmの
非晶性球状溶融シリカ 〈シランカップリング剤I〉N−フェニルアミノプロピ
ルトリメトキシシラン 〈シランカップリング剤II〉γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン (シランカップリング剤は前もって無機充填材と混合し
ておいた。) 〈硬化促進剤〉トリフェニルホスフィン 〈着色剤〉カーボンブラック(配合量は同一で樹脂組成
物に対し0.2重量%) 〈離型剤〉カルナバワックス(配合量は同一で樹脂組成
物に対し0.3重量%) 各成分を、表1に示した組成比で、ミキサーによりドラ
イブレンドした。これを、ロール表面温度90℃のミキ
シングロールを用いて5分間加熱混練後、冷却、粉砕し
て半導体封止用のエポキシ樹脂組成物を製造した。シラ
ンカップリング剤、カーボンブラック、カルナバワック
スの組成物への配合量は一律のため、表からは省略し
た。なお、表中の数字は重量%を表す。
非晶性球状溶融シリカ 〈シランカップリング剤I〉N−フェニルアミノプロピ
ルトリメトキシシラン 〈シランカップリング剤II〉γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン (シランカップリング剤は前もって無機充填材と混合し
ておいた。) 〈硬化促進剤〉トリフェニルホスフィン 〈着色剤〉カーボンブラック(配合量は同一で樹脂組成
物に対し0.2重量%) 〈離型剤〉カルナバワックス(配合量は同一で樹脂組成
物に対し0.3重量%) 各成分を、表1に示した組成比で、ミキサーによりドラ
イブレンドした。これを、ロール表面温度90℃のミキ
シングロールを用いて5分間加熱混練後、冷却、粉砕し
て半導体封止用のエポキシ樹脂組成物を製造した。シラ
ンカップリング剤、カーボンブラック、カルナバワック
スの組成物への配合量は一律のため、表からは省略し
た。なお、表中の数字は重量%を表す。
【0046】物性の評価は以下の方法で行った。
【0047】流動性:EMMI型評価用金型を用い、30gの
封止材のタブレットを70℃に予熱した後、プランジャー
速度25mm/secで成形し、成形物の長さを測定した(単位
cm)。
封止材のタブレットを70℃に予熱した後、プランジャー
速度25mm/secで成形し、成形物の長さを測定した(単位
cm)。
【0048】難燃性試験:5″×1/2″×1/16″
の燃焼試験片を成形・ポストキュアーし、UL94規格
に従い難燃性を評価した。
の燃焼試験片を成形・ポストキュアーし、UL94規格
に従い難燃性を評価した。
【0049】樹脂組成物を用いて、低圧トランスファー
成形法により175℃、キュアータイム90秒間の条件
で、表面に窒化膜処理をした模擬素子を搭載したチップ
サイズ10×10mmの176pinLQFP(外形:
24×24×1.4mm、フレーム材料:銅、リードフ
レーム部:銀メッキ)を成形し、175℃、4時間の条
件でポストキュアーして下記の物性測定法により各樹脂
組成物の物性を評価した。なお、ポストキュアーは17
5℃、4時間とした。
成形法により175℃、キュアータイム90秒間の条件
で、表面に窒化膜処理をした模擬素子を搭載したチップ
サイズ10×10mmの176pinLQFP(外形:
24×24×1.4mm、フレーム材料:銅、リードフ
レーム部:銀メッキ)を成形し、175℃、4時間の条
件でポストキュアーして下記の物性測定法により各樹脂
組成物の物性を評価した。なお、ポストキュアーは17
5℃、4時間とした。
【0050】耐クラック性:上記176pinLQFP
を20個成形し、ポストキュアー後、85℃/60%R
Hで168時間加湿後、最高温度260℃のIRリフロ
ー炉で2分間加熱処理し、目視により外部クラックの発
生したパッケージ数を調べた。
を20個成形し、ポストキュアー後、85℃/60%R
Hで168時間加湿後、最高温度260℃のIRリフロ
ー炉で2分間加熱処理し、目視により外部クラックの発
生したパッケージ数を調べた。
【0051】密着性:上記176pinLQFPを20
個成形し、ポストキュアー後、85℃/60%RHで1
68時間加湿後、最高温度260℃のIRリフロー炉で
2分間加熱処理したのち、リードフレームの銅部分の剥
離状況を超音波探傷器(日立建機(株)製 「mi−s
cope10」)で観測し、それぞれについて剥離の発
生したパッケージ数を調べた。
個成形し、ポストキュアー後、85℃/60%RHで1
68時間加湿後、最高温度260℃のIRリフロー炉で
2分間加熱処理したのち、リードフレームの銅部分の剥
離状況を超音波探傷器(日立建機(株)製 「mi−s
cope10」)で観測し、それぞれについて剥離の発
生したパッケージ数を調べた。
【0052】成形性:上記176pinLQFPを成形
後に、目視でパッケージを観察し、未充填の起こってい
るパッケージ数を調べた。
後に、目視でパッケージを観察し、未充填の起こってい
るパッケージ数を調べた。
【0053】表1〜2に評価結果を示す。
【0054】
【表1】
【0055】
【表2】
【0056】表1、2に見られるように本発明のエポキ
シ系樹脂組成物は流動性、難燃性、耐クラック性、銅に
対する密着性、成形性に優れている。これに対して、エ
ピスルフィド樹脂を含有しない比較例では密着性・耐ク
ラック性が劣っている。このように、特定のフェノール
系硬化剤を添加する事によって十分な性能が発揮される
ことが分かる。
シ系樹脂組成物は流動性、難燃性、耐クラック性、銅に
対する密着性、成形性に優れている。これに対して、エ
ピスルフィド樹脂を含有しない比較例では密着性・耐ク
ラック性が劣っている。このように、特定のフェノール
系硬化剤を添加する事によって十分な性能が発揮される
ことが分かる。
【0057】
【発明の効果】本発明のエポキシ系樹脂組成物は、エピ
スルフィド樹脂(D)、特に化学式(I)で表されるビ
スフェノール型エピスルフィド樹脂を配合することによ
り、流動性、難燃性、耐クラック性、銅に対する密着
性、成形性に優れている。
スルフィド樹脂(D)、特に化学式(I)で表されるビ
スフェノール型エピスルフィド樹脂を配合することによ
り、流動性、難燃性、耐クラック性、銅に対する密着
性、成形性に優れている。
【0058】
【化22】
─────────────────────────────────────────────────────
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)
C08L 63/00 C08K 5/54
H01L 23/29 H01L 23/30 R
23/31
Fターム(参考) 4J002 CC04X CC05X CD05W CD11W
CE00X DE076 DE136 DE146
DE236 DJ006 DJ016 DJ036
DJ046 DL006 EX067 EX077
EX087 FA046 FD016 GQ05
4J030 BA04 BA32 BA48 BB03 BG08
4J036 AD07 AD08 FA01 FA13 FB06
FB07 FB15 JA07
4M109 AA01 CA21 EA20 EC20
Claims (12)
- 【請求項1】エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填
材(C)とエピスルフィド樹脂(D)を必須成分として
配合してなることを特徴とするエポキシ系樹脂組成物。 - 【請求項2】エピスルフィド樹脂(D)が下記化学式
(I)で表されるビスフェノール型エピスルフィド樹脂
であることを特徴とする請求項1に記載のエポキシ系樹
脂組成物。 【化1】 (式中、R1〜R6は水素原子または炭素数1〜4の低級
アルキル基を示す。) - 【請求項3】ビスフェノール型エピスルフィド樹脂が下
記化学式(II)で表されるビスフェノールA型エピスル
フィド樹脂であることを特徴とする請求項2に記載のエ
ポキシ系樹脂組成物。 【化2】 - 【請求項4】エポキシ樹脂(A)が下記化学式(III)
で表されるビフェニル型エポキシ化合物を含有すること
を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエポキシ
系樹脂組成物。 【化3】 (式中、R7〜R10は、水素原子またはメチル基を示
す。) - 【請求項5】エポキシ樹脂(A)が下記化学式(IV)で
表されるビスフェノール型エポキシ化合物を含有するこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のエポキ
シ系樹脂組成物。 【化4】 (式中、R11〜R16は、水素原子またはメチル基を示
す。) - 【請求項6】シランカップリング剤(E)を含有するこ
とを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載のエポキシ
系樹脂組成物 - 【請求項7】充填材(C)の量が80〜96重量%であ
ることを特徴とする請求項1〜6いずれかに記載のエポ
キシ系樹脂組成物。 - 【請求項8】充填材(C)が球状の溶融シリカ(c)を
50〜100重量%含有することを特徴とする請求項1
〜7いずれかに記載のエポキシ系樹脂組成物。 - 【請求項9】硬化剤(B)が下記化学式(V)で表され
るフェノール化合物を含有することを特徴とする請求項
1〜8いずれかに記載のエポキシ系樹脂組成物。 【化5】 (式中のnは0または1以上の整数、R17〜R24は水素
原子またはメチル基を表す。) - 【請求項10】硬化剤(B)が下記化学式(VI)で表さ
れるフェノール化合物を含有することを特徴とする請求
項1〜9いずれかに記載のエポキシ系樹脂組成物。 【化6】 (式中のnは0または1以上の整数、R25〜R32は水素
原子またはメチル基を表す。) - 【請求項11】硬化剤(B)が下記化学式(VII)およ
び(VIII)で表される繰り返し単位構造を有するフェノ
ール化合物を含有することを特徴とする請求項1〜10
いずれかに記載のエポキシ系樹脂組成物 【化7】 【化8】 (R33〜R40は水素原子またはメチル基を表す。) - 【請求項12】請求項1〜11のいずれかに記載のエポ
キシ系樹脂組成物の硬化物によって封止されたことを特
徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002075402A JP2003268071A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | エポキシ系樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002075402A JP2003268071A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | エポキシ系樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003268071A true JP2003268071A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29204488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002075402A Pending JP2003268071A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | エポキシ系樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003268071A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007091849A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Three Bond Co Ltd | 熱硬化性樹脂組成物 |
JP2009149820A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Panasonic Electric Works Co Ltd | アンダーフィル用液状熱硬化性樹脂組成物とそれを用いた半導体装置 |
JP2010001465A (ja) * | 2008-05-22 | 2010-01-07 | Sekisui Chem Co Ltd | 電子部品接合用接着剤 |
WO2010087444A1 (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-05 | 積水化学工業株式会社 | 電子部品用接着剤 |
JP2010215863A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Sekisui Chem Co Ltd | 電子部品用接着剤 |
JP2012072383A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-04-12 | Sekisui Chem Co Ltd | 硬化性組成物及び接続構造体 |
-
2002
- 2002-03-19 JP JP2002075402A patent/JP2003268071A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007091849A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Three Bond Co Ltd | 熱硬化性樹脂組成物 |
JP2009149820A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Panasonic Electric Works Co Ltd | アンダーフィル用液状熱硬化性樹脂組成物とそれを用いた半導体装置 |
JP2010001465A (ja) * | 2008-05-22 | 2010-01-07 | Sekisui Chem Co Ltd | 電子部品接合用接着剤 |
WO2010087444A1 (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-05 | 積水化学工業株式会社 | 電子部品用接着剤 |
JP4729130B2 (ja) * | 2009-01-29 | 2011-07-20 | 積水化学工業株式会社 | 電子部品用接着剤 |
CN102292407B (zh) * | 2009-01-29 | 2014-01-01 | 积水化学工业株式会社 | 电子零件用胶粘剂 |
US8901207B2 (en) | 2009-01-29 | 2014-12-02 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Adhesive for electronic components |
JP2010215863A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Sekisui Chem Co Ltd | 電子部品用接着剤 |
JP2012072383A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-04-12 | Sekisui Chem Co Ltd | 硬化性組成物及び接続構造体 |
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---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
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