JP3003887B2 - 半導体封止用樹脂組成物 - Google Patents
半導体封止用樹脂組成物Info
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Description
実装化における耐半田ストレス性に優れた半導体封止用
エポキシ樹脂組成物に関するものである。
積回路などの電子部品は熱硬化性樹脂で封止されている
が、特に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れたオルソク
レゾールノボラックエポキシ樹脂をノボラック型フェノ
ール樹脂で硬化させるエポキシ樹脂が用いられている。
しかし、近年、集積回路の高集積化に伴いチップの大型
化、パッケージの軽薄短小化が進み、実装法の表面実装
化が進んできた。
封入することになり、応力によるクラック発生、それに
伴う耐湿性の低下などの問題が大きくクローズアップさ
れてきている。特に半田付け工程において急激に200
℃以上の高温にさらされることによりパッケージの割れ
や樹脂とチップの剥離により耐湿性が劣化してしまうと
いった問題がでてきている。そのため、耐半田ストレス
性、耐湿性に優れた封止用樹脂組成物の開発が望まれて
いる。これらの問題を解決するために半田付け時の熱衝
撃を緩和する目的で、熱可塑性オリゴマーの添加(特開
昭62−115849号公報)や各種シリコーン化合物
の添加(特開昭62−115850号公報、62−11
6654号公報、62−128162号公報)、更には
シリコーン変性(特開昭62−136860号公報)な
どの手法で対処しているがいずれも半田付け時にパッケ
ージにクラックが生じてしまい信頼性の優れた半導体樹
脂組成物を得るまでには至らなかった。
ポキシ樹脂組成物を得るために、樹脂系としては多官能
エポキシ樹脂の使用(特開昭62−168620号公
報)等により耐熱性の向上が検討されてきたが、特に2
00〜300℃のような高温にさらされた場合において
は耐半田ストレス性が不十分であった。
問題に対して耐半田ストレス性及び耐湿性に優れた半導
体封止用樹脂組成物を提供するものである。
問題を解決するために鋭意研究を進め、次の組成を持つ
樹脂組成物を見いだした。即ち、本発明は、(A)式
(1)で示される3、3’、5、5’−テトラメチル−
4、4’−ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテル
と式(2)で示される4、4’−ジヒドロキシビフェニ
ルグリシジルエーテルの重量比が式(1)/式(2)=
1/3〜3/1であるエポキシ樹脂を総エポキシ樹脂量
に対して50〜100重量%含むエポキシ樹脂、
(3)で示されるαナフトール樹脂硬化剤または/およ
び式(4)で示されるβナフトール樹脂硬化剤を総フェ
ノール樹脂硬化剤量に対して30〜100重量%含むフ
ェノール樹脂硬化剤、
る。
(2)で示される構造のビフェニル型エポキシ化合物は
従来のエポキシ樹脂に比べて非常に低い粘度を有する。
そのため、充填材の含有量を大幅に増加させることが可
能であり、樹脂組成物の衝撃強度を向上させ、耐半田性
に優れた特性を示している。式(2)の化合物は式
(1)の化合物に比べフェノール性水酸基との反応性に
優れているが、吸水率が高くなる欠点があり、式(1)
/(2)の重量比を1/3〜3/1、望ましくは1/
1.2〜1.2/1にすることにより、両化合物の特徴
を最大限に発揮できる。この範囲から外れると両者の特
徴が生かせずバランスが崩れる。 式(1)、(2)の
エポキシ樹脂の使用量は、これを調整することにより耐
半田ストレスを最大限に引き出すことができる。耐半田
ストレス性の効果を引き出すためには式(1)、(2)
で示されるエポキシ樹脂を総エポキシ樹脂量に対して5
0重量%以上、更に好ましくは70重量%以上の使用が
望ましい。使用が50重量%未満だと耐半田ストレス性
の効果を充分に引き出すことができない。式(1)の化
合物と式(2)の化合物は、溶融等により予め混合して
用いてもよいし、樹脂組成物の製造時に別々に添加して
用いてもよい。併用するエポキシ樹脂にはエポキシ基を
有するポリマー全般を用いることができる。例えばクレ
ゾールノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラック
エポキシ樹脂、ナフタレンエポキシ樹脂、3官能エポキ
シ樹脂等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を混
合して用いてもよい。
−ナフトール、式(4)の分子構造で示される硬化剤は
β−ナフトールを用い、アラルキルエーテル(α、α’
−ジメトキシパラキシレン)と、フリーデルクラフツ反
応により縮合させ得たものである。この使用は従来のフ
ェノールノボラック樹脂硬化剤の使用と比べると半田処
理温度周辺での弾性率の低下とリードフレーム及びチッ
プとの密着力を向上させ、また分子内にナフタレン構造
が導入されていることから、低熱膨張化及び低吸水化を
得ることができる。従って半田付け時の熱衝撃に対し
て、発生応力の低下とそれに伴うチップとの密着不良の
防止に有効である。
はこれを調整することにより耐半田ストレス性を最大限
に引き出すことができる。耐半田ストレス性の効果を引
き出すためには式(3)または/および(4)で示され
るナフトール樹脂硬化剤を総硬化剤量に対して30重量
%以上、更に好ましくは50重量%以上の使用が望まし
い。使用が30重量%未満だと低吸水性、低弾性及びリ
ードフレーム、チップとの密着力が不十分で耐半田スト
レス性の向上が望めない。更に式(3)、(4)中のn
の値は1〜6が望ましく、6を越えるとトランスファー
成形時の流動性が低下する。
有するポリマー全般を用いることができる。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、ジ
シクロペンタジエ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とフェノールノボラック及
びクレゾールノボラック樹脂との共重合物、パラキシレ
ン変性フェノール樹脂等を用いることができる。これら
は単独もくしは2種以上混合して用いることができる。
シリカ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、2次凝
集シリカ粉末、多孔質シリカ粉末、2次凝集シリカ粉末
または多孔質シリカ粉末を粉砕したシリカ粉末、アルミ
ナ等が挙げられ、特に溶融シリカ粉末、球状シリカ粉
末、及び溶融シリカ粉末と球状シリカ粉末との混合物が
好ましい。また無機充填材の配合量としては耐半田スト
レス性と成形性のバランスから総組成物量に対して70
から90重量%が好ましい。
基とフェノール性水酸基との反応を促進させるものであ
れば良く、一般に封止用材料に使用されているものを広
く使用することができ、例えばトリフェニルホスフィン
(TPP)、トリブチルホスフィン、トリ(4−メチル
フェニル)ホスフィン等の有機ホスフィン化合物、トリ
ブチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルベンジルア
ミン(BDMA)、トリスジメチルアミノメチルフェノ
ール、ジアザビシクロウンデセン(DBU)等の3級ア
ミン、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾ
ール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダ
ゾール化合物が挙げられる。これらは単独もしくは2種
類以上混合して用いられる。
キシ樹脂、硬化剤、無機充填材及び硬化促進剤を必須成
分とするが、これ以外に必要に応じてシランカップリン
グ剤、ブロム化エポキシ樹脂、3酸化アンチモン、ヘキ
サブロムベンゼン等の難燃化剤、カーボンブラック、ベ
ンガラなどの着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の
シリコーンオイル、ゴム等の低応力剤等の種々の添加剤
を適宜配合しても良い。本発明の封止用エポキシ樹脂組
成物を成形材料として製造するには、エポキシ樹脂、硬
化剤、無機充填材、硬化促進剤、その他の添加剤をミキ
サーなどにより均一に混合した後、更に熱ロールまたは
ニーダーなどで溶融混練し、冷却後粉砕して成形材料と
することができる。これらの成形材料は電子部品あるい
は電気部品の封止、被覆、絶縁などに適用することがで
きる。
ールにより混練し、冷却後粉砕し成形材料とした。得ら
れた成形材料を、タブレット化し、低圧トランスファー
成形機にて175℃、70kg/cm2 、120秒の条件で
半田クラック試験用として6×6mmのチップを13.9
×13.9×2.0mmのパッケージに封止し、また半田
耐湿試験用として3×6mmのチップを7.2×11.5
×2.0mmに封入した。封止したテスト用素子について
下記の半田クラック試験及び半田耐湿性試験を行った。
を85℃、85%RHの環境下で24時間、72時間処
理後、260℃の半田槽に10秒間浸漬した。浸漬後、
顕微鏡で外観観察しクラックを確認した。 半田耐湿性試験:封止したテスト用素子を85℃、85
%RHの環境下で72時間処理後、260℃の半田槽に
10秒間浸漬した。浸漬後プレッシャークッカー試験
(125℃、100%RH)を行い回路のオープン不良
を測定した。 試験結果を表1に示す。
材料を得、同様に評価した。 実施例6 実施例1の式(3)で示されるαナフトール樹脂硬化剤
に変えて、式(4)で示されるβナフトール樹脂硬化剤
(n=1〜6の混合物、軟化点109℃、水酸基当量2
41)を用いて表1の処方に従って配合し、実施例1と
同様にして成形材料を得、同様に評価した。 実施例7〜11 表1の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成形
材料を得、同様に評価した。
材料を得、同様に評価した。
できなかった耐半田ストレス性を有するエポキシ樹脂組
成物を得ることができるので、半田付け工程による急激
な温度変化による熱ストレスを受けたときの耐クラック
性に非常に優れ、更に耐湿性が良好なことから電子、電
気部品の封止用、被覆用、絶縁用に用いた場合、特に表
面実装パッケージに搭載された高集積大型チップICに
おいて、信頼性の要求が特に厳しい製品に最適である。
Claims (1)
- 【請求項1】(A)式(1)で示される3、3’、5、
5’−テトラメチル−4、4’−ジヒドロキシビフェニ
ルグリシジルエーテルと式(2)で示される4、4’−
ジヒドロキシビフェニルグリシジルエーテルの重量比が
式(1)/式(2)=1/3〜3/1であるエポキシ樹
脂を総エポキシ樹脂量に対して50〜100重量%含む
エポキシ樹脂、 【化1】 【化2】 (B)フェノール樹脂硬化剤として、式(3)で示され
るαナフトール樹脂硬化剤または/および式(4)で示
されるβナフトール樹脂硬化剤を総フェノール樹脂硬化
剤量に対して30〜100重量%含むフェノール樹脂硬
化剤、 【化3】 (n=1〜6) 【化4】 (n=1〜6) (C)無機充填材及び (D)硬化促進剤 を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
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JP1482292A JP3003887B2 (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1482292A JP3003887B2 (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 半導体封止用樹脂組成物 |
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JPH05206331A JPH05206331A (ja) | 1993-08-13 |
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Family
ID=11871735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1482292A Expired - Fee Related JP3003887B2 (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 半導体封止用樹脂組成物 |
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1992
- 1992-01-30 JP JP1482292A patent/JP3003887B2/ja not_active Expired - Fee Related
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