JPH04342719A - 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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- JPH04342719A JPH04342719A JP3145502A JP14550291A JPH04342719A JP H04342719 A JPH04342719 A JP H04342719A JP 3145502 A JP3145502 A JP 3145502A JP 14550291 A JP14550291 A JP 14550291A JP H04342719 A JPH04342719 A JP H04342719A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流動性が良好であると
共に、膨張係数が小さく、高いガラス転移温度を有しな
がら低吸湿性の硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物及び
該エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置
に関する。
共に、膨張係数が小さく、高いガラス転移温度を有しな
がら低吸湿性の硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物及び
該エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置
に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体産業の中で樹脂封止型のダイオード、トランジス
タ、IC、LSI、超LSIが主流となっており、なか
でも硬化性エポキシ樹脂、硬化剤及びこれに各種添加剤
を配合したエポキシ樹脂組成物は、一般に他の熱硬化性
樹脂に比べ成形性、接着性、電気特性、機械的特性、耐
湿性等に優れているため、エポキシ樹脂組成物で半導体
装置を封止することが多く行なわれているが、最近にお
いてこれらの半導体装置は集積度が益々大きくなり、そ
れに応じてチップ寸法も大きくなりつつある。一方、こ
れに対してパッケージ外形寸法は電子機器の小型化、軽
量化の要求に伴い、小型化、薄型化が進んでいる。さら
に、半導体部品を回路基板へ取付ける方法も、基板上の
部品の高密度化や基板の薄型化のため、半導体部品の表
面実装がよく行なわれるようになってきた。
半導体産業の中で樹脂封止型のダイオード、トランジス
タ、IC、LSI、超LSIが主流となっており、なか
でも硬化性エポキシ樹脂、硬化剤及びこれに各種添加剤
を配合したエポキシ樹脂組成物は、一般に他の熱硬化性
樹脂に比べ成形性、接着性、電気特性、機械的特性、耐
湿性等に優れているため、エポキシ樹脂組成物で半導体
装置を封止することが多く行なわれているが、最近にお
いてこれらの半導体装置は集積度が益々大きくなり、そ
れに応じてチップ寸法も大きくなりつつある。一方、こ
れに対してパッケージ外形寸法は電子機器の小型化、軽
量化の要求に伴い、小型化、薄型化が進んでいる。さら
に、半導体部品を回路基板へ取付ける方法も、基板上の
部品の高密度化や基板の薄型化のため、半導体部品の表
面実装がよく行なわれるようになってきた。
【0003】しかしながら、半導体装置を表面実装する
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融する高温ゾーンを通過させる方法が一般的であるが
、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生し
たり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に剥
離が生じたりする。このようなクラックや剥離は、表面
実装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿し
ていると更に顕著なものとなるが、実際の作業工程にお
いては、封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため実装
後のエポキシ樹脂で封止した半導体装置の信頼性が大き
く損なわれる場合がある。
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融する高温ゾーンを通過させる方法が一般的であるが
、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生し
たり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に剥
離が生じたりする。このようなクラックや剥離は、表面
実装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿し
ていると更に顕著なものとなるが、実際の作業工程にお
いては、封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため実装
後のエポキシ樹脂で封止した半導体装置の信頼性が大き
く損なわれる場合がある。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
、流動性が良好であると共に、低膨張係数、低応力、高
いガラス転移温度を有し、しかも低吸湿性の硬化物を与
えるエポキシ樹脂組成物及び該エポキシ樹脂組成物の硬
化物で封止された表面実装時の熱衝撃後においても高い
信頼性を有する半導体装置を提供することを目的とする
。
、流動性が良好であると共に、低膨張係数、低応力、高
いガラス転移温度を有し、しかも低吸湿性の硬化物を与
えるエポキシ樹脂組成物及び該エポキシ樹脂組成物の硬
化物で封止された表面実装時の熱衝撃後においても高い
信頼性を有する半導体装置を提供することを目的とする
。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、エポキシ
樹脂として下記一般式(1)で示されるナフタレン環含
有エポキシ樹脂と下記一般式(2)で示されるビフェニ
ル基含有エポキシ樹脂とを併用すると共に、下記一般式
(3)で示されるフェノール樹脂及び無機質充填剤を必
須成分として組み合わせて配合した場合、得られるエポ
キシ樹脂組成物は、流動性が良好であると共に、膨張係
数が小さく、ガラス転移温度以上の温度領域で弾性率が
低下するなどの特徴を有する低応力性に優れた硬化物を
与えること、しかも従来の低弾性率化の手法で得られる
エポキシ樹脂組成物はガラス転移温度の低下や樹脂強度
不足などの欠点を合わせ持っているものであったが、上
記エポキシ樹脂組成物は低弾性率でありながらガラス転
移温度の低下がない上、低吸湿性であるなど、従来のエ
ポキシ樹脂組成物では得られなかった優れた特性を有す
る硬化物を与えることを知見した。また、かかる硬化物
で封止された半導体装置は表面実装時の熱衝撃後におい
ても高い信頼性を有し、このため上記エポキシ樹脂組成
物はSOP型,SOJ型,TSOP型,TQFP型等の
いずれの型の半導体装置の封止にも使用でき、特に表面
実装用半導体装置の封止材として非常に優れた特性を有
していることを知見し、本発明をなすに至った。
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、エポキシ
樹脂として下記一般式(1)で示されるナフタレン環含
有エポキシ樹脂と下記一般式(2)で示されるビフェニ
ル基含有エポキシ樹脂とを併用すると共に、下記一般式
(3)で示されるフェノール樹脂及び無機質充填剤を必
須成分として組み合わせて配合した場合、得られるエポ
キシ樹脂組成物は、流動性が良好であると共に、膨張係
数が小さく、ガラス転移温度以上の温度領域で弾性率が
低下するなどの特徴を有する低応力性に優れた硬化物を
与えること、しかも従来の低弾性率化の手法で得られる
エポキシ樹脂組成物はガラス転移温度の低下や樹脂強度
不足などの欠点を合わせ持っているものであったが、上
記エポキシ樹脂組成物は低弾性率でありながらガラス転
移温度の低下がない上、低吸湿性であるなど、従来のエ
ポキシ樹脂組成物では得られなかった優れた特性を有す
る硬化物を与えることを知見した。また、かかる硬化物
で封止された半導体装置は表面実装時の熱衝撃後におい
ても高い信頼性を有し、このため上記エポキシ樹脂組成
物はSOP型,SOJ型,TSOP型,TQFP型等の
いずれの型の半導体装置の封止にも使用でき、特に表面
実装用半導体装置の封止材として非常に優れた特性を有
していることを知見し、本発明をなすに至った。
【0006】
【化4】
【0007】
【化5】
【0008】
【化6】
【0009】従って、本発明は、(A)上記一般式(1
)で示されるナフタレン環含有エポキシ樹脂、(B)上
記一般式(2)で示されるビフェニル基含有エポキシ樹
脂、(C)上記一般式(3)で示されるフェノール樹脂
、(D)無機質充填剤を必須成分とするエポキシ樹脂組
成物及び該エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止した半導
体装置を提供する。
)で示されるナフタレン環含有エポキシ樹脂、(B)上
記一般式(2)で示されるビフェニル基含有エポキシ樹
脂、(C)上記一般式(3)で示されるフェノール樹脂
、(D)無機質充填剤を必須成分とするエポキシ樹脂組
成物及び該エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止した半導
体装置を提供する。
【0010】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、上述したように(
A)ナフタレン環含有エポキシ樹脂、(B)ビフェニル
基含有エポキシ樹脂、(C)フェノール樹脂及び(D)
無機質充填剤を配合してなるものである。
A)ナフタレン環含有エポキシ樹脂、(B)ビフェニル
基含有エポキシ樹脂、(C)フェノール樹脂及び(D)
無機質充填剤を配合してなるものである。
【0011】ここで、(A)成分のナフタレン環含有エ
ポキシ樹脂として、下記一般式(1)で示されるものを
使用する。
ポキシ樹脂として、下記一般式(1)で示されるものを
使用する。
【0012】
【化7】
【0013】かかるナフタレン環を含有するエポキシ樹
脂の具体例としては下記の化合物を挙げることができる
。
脂の具体例としては下記の化合物を挙げることができる
。
【0014】
【化8】
【0015】
【化9】
【0016】また、(B)成分のビフェニル基含有エポ
キシ樹脂は下記一般式(2)で示されるものを使用する
もので、上述したナフタレン環含有エポキシ樹脂と併用
することにより、硬化物の接着性を大幅に改善すること
ができる。
キシ樹脂は下記一般式(2)で示されるものを使用する
もので、上述したナフタレン環含有エポキシ樹脂と併用
することにより、硬化物の接着性を大幅に改善すること
ができる。
【0017】
【化10】
【0018】かかるビフェニル基含有エポキシ樹脂とし
て、具体的には、下記化合物を挙げることができる。
て、具体的には、下記化合物を挙げることができる。
【0019】
【化11】
【0020】これらのビフェニル基含有エポキシ樹脂の
中でエポキシ樹脂組成物を低粘度にし、かつエポキシ樹
脂組成物中の全塩素量を500ppm以下と少なくする
上で上記式(4)で示される化合物が好ましい。
中でエポキシ樹脂組成物を低粘度にし、かつエポキシ樹
脂組成物中の全塩素量を500ppm以下と少なくする
上で上記式(4)で示される化合物が好ましい。
【0021】本発明では、このようにエポキシ樹脂とし
て上述したナフタレン環含有エポキシ樹脂とビフェニル
基含有エポキシ樹脂を併用して使用するものである。こ
れらの割合は特に制限されないが、ナフタレン環含有エ
ポキシ樹脂/ビフェニル基含有エポキシ樹脂の重量比を
1〜9、特に5〜8の割合とすることが好ましい。重量
比が1未満であると低吸湿化効果がなくなり、ガラス転
移温度が低下し、耐熱性に不利となる場合があり、重量
比が9を超えると接着性が発現し難くなると共に、エポ
キシ樹脂の溶融粘度が高くなりすぎて製造時エポキシ樹
脂が完全に分散しなくなり、成形性や硬化物性等に不利
になる場合がある。
て上述したナフタレン環含有エポキシ樹脂とビフェニル
基含有エポキシ樹脂を併用して使用するものである。こ
れらの割合は特に制限されないが、ナフタレン環含有エ
ポキシ樹脂/ビフェニル基含有エポキシ樹脂の重量比を
1〜9、特に5〜8の割合とすることが好ましい。重量
比が1未満であると低吸湿化効果がなくなり、ガラス転
移温度が低下し、耐熱性に不利となる場合があり、重量
比が9を超えると接着性が発現し難くなると共に、エポ
キシ樹脂の溶融粘度が高くなりすぎて製造時エポキシ樹
脂が完全に分散しなくなり、成形性や硬化物性等に不利
になる場合がある。
【0022】本発明のエポキシ樹脂組成物においては、
エポキシ樹脂として上述したナフタレン環含有エポキシ
樹脂及びビフェニル基含有エポキシ樹脂を必須成分とす
るものであるが、そのほか通常のエポキシ樹脂を併用し
て用いることができる。このようなエポキシ樹脂の中で
代表的なものとしては、1分子中にエポキシ基を少なく
とも2個以上有するエポキシ樹脂であり、具体的にはビ
スフェノールA型エポキシ樹脂,フェノールノボラック
型エポキシ樹脂,アリルフェノールノボラック型エポキ
シ樹脂、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂及びそ
の重合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェ
ノールアラルキル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル
型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキ
シ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂が挙
げられる。
エポキシ樹脂として上述したナフタレン環含有エポキシ
樹脂及びビフェニル基含有エポキシ樹脂を必須成分とす
るものであるが、そのほか通常のエポキシ樹脂を併用し
て用いることができる。このようなエポキシ樹脂の中で
代表的なものとしては、1分子中にエポキシ基を少なく
とも2個以上有するエポキシ樹脂であり、具体的にはビ
スフェノールA型エポキシ樹脂,フェノールノボラック
型エポキシ樹脂,アリルフェノールノボラック型エポキ
シ樹脂、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂及びそ
の重合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェ
ノールアラルキル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル
型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキ
シ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂が挙
げられる。
【0023】なお、これらのエポキシ樹脂中におけるナ
フタレン環の含有量は5〜80重量%、特に10〜60
重量%の範囲とすることが好ましい。
フタレン環の含有量は5〜80重量%、特に10〜60
重量%の範囲とすることが好ましい。
【0024】次に、(C)成分のフェノール樹脂は(A
)成分及び(B)成分のエポキシ樹脂の硬化剤として作
用するものであり、本発明においては下記一般式(3)
で示されるフェノール樹脂を使用する。
)成分及び(B)成分のエポキシ樹脂の硬化剤として作
用するものであり、本発明においては下記一般式(3)
で示されるフェノール樹脂を使用する。
【0025】
【化12】
【0026】一般式(3)で示されるフェノール樹脂と
して具体的には次の化合物を挙げることができる。
して具体的には次の化合物を挙げることができる。
【0027】
【化13】
【0028】上記一般式(3)で示されるフェノール樹
脂は吸湿後の半田浸漬の際の耐クラック性、低吸湿化に
効果があるが、これを硬化剤として単独で使用した場合
、ガラス転移温度が若干低下する場合がある。そのため
、一般式(3)のフェノール樹脂はそれ単独で用いるよ
りもノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノー
ル樹脂、トリフェノールアルカン型樹脂及びその重合体
等のフェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂
、更にアミン系硬化剤や酸無水物系硬化剤と併用するの
がよく、特に下記ナフタレン環含有フェノール樹脂との
併用はガラス転移温度を低下させずにより一層の低吸湿
化を達成するため最適である。この場合、一般式(3)
のフェノール樹脂の使用量は、フェノール樹脂全体の1
0重量%以上、特に30〜80重量%の範囲とすること
が好ましい。
脂は吸湿後の半田浸漬の際の耐クラック性、低吸湿化に
効果があるが、これを硬化剤として単独で使用した場合
、ガラス転移温度が若干低下する場合がある。そのため
、一般式(3)のフェノール樹脂はそれ単独で用いるよ
りもノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノー
ル樹脂、トリフェノールアルカン型樹脂及びその重合体
等のフェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂
、更にアミン系硬化剤や酸無水物系硬化剤と併用するの
がよく、特に下記ナフタレン環含有フェノール樹脂との
併用はガラス転移温度を低下させずにより一層の低吸湿
化を達成するため最適である。この場合、一般式(3)
のフェノール樹脂の使用量は、フェノール樹脂全体の1
0重量%以上、特に30〜80重量%の範囲とすること
が好ましい。
【0029】
【化14】
【0030】本発明においては、上記(A)成分のナフ
タレン環含有エポキシ樹脂、(B)成分のビフェニル基
含有エポキシ樹脂、(C)成分のフェノール樹脂に加え
て、本発明の効果を更に増強させるためにシリコーン変
性共重合体を併用することが好ましい。
タレン環含有エポキシ樹脂、(B)成分のビフェニル基
含有エポキシ樹脂、(C)成分のフェノール樹脂に加え
て、本発明の効果を更に増強させるためにシリコーン変
性共重合体を併用することが好ましい。
【0031】このシリコーン変性共重合体としては、ア
ルケニル基含有エポキシ化ノボラック樹脂及び/又はア
ルケニル基含有ナフタレン樹脂中のアルケニル基とオル
ガノハイドロジェンポリシロキサン中のSiH基との付
加反応により得られるものが好適である。
ルケニル基含有エポキシ化ノボラック樹脂及び/又はア
ルケニル基含有ナフタレン樹脂中のアルケニル基とオル
ガノハイドロジェンポリシロキサン中のSiH基との付
加反応により得られるものが好適である。
【0032】ここで、アルケニル基含有エポキシ化ノボ
ラック樹脂は、アルケニル基含有フェノール樹脂をエピ
クロルヒドリンによりエポキシ化したり、従来公知のエ
ポキシ樹脂に2−アリルフェノール等を部分的に反応さ
せたりするなどの方法によって得ることができるが、特
にアルケニル基を含有したエポキシ化フェノールノボラ
ック樹脂、エポキシ化クレゾールノボラック樹脂が好ま
しい。アルケニル基含有エポキシ化ノボラック樹脂とし
て、具体的には下記化合物などが挙げられる。
ラック樹脂は、アルケニル基含有フェノール樹脂をエピ
クロルヒドリンによりエポキシ化したり、従来公知のエ
ポキシ樹脂に2−アリルフェノール等を部分的に反応さ
せたりするなどの方法によって得ることができるが、特
にアルケニル基を含有したエポキシ化フェノールノボラ
ック樹脂、エポキシ化クレゾールノボラック樹脂が好ま
しい。アルケニル基含有エポキシ化ノボラック樹脂とし
て、具体的には下記化合物などが挙げられる。
【0033】
【化15】
【0034】また、アルケニル基含有ナフタレン樹脂と
しては下記式(10)で示されるものが好ましい。
しては下記式(10)で示されるものが好ましい。
【0035】
【化16】
【0036】この式中アルケニル基を含有する炭素数1
〜10の有機基としては、ビニル基、アリル基、あるい
はこれらの基を含有する下記式(11)で示される基な
どが挙げられるが、オルガノハイドロジェンポリシロキ
サンの≡SiH基と付加反応が可能なものであればいず
れのものでもよい。
〜10の有機基としては、ビニル基、アリル基、あるい
はこれらの基を含有する下記式(11)で示される基な
どが挙げられるが、オルガノハイドロジェンポリシロキ
サンの≡SiH基と付加反応が可能なものであればいず
れのものでもよい。
【0037】
【化17】
【0038】式(10)で示されるアルケニル基含有ナ
フタレン樹脂として具体的には次の化合物を例示するこ
とができる。
フタレン樹脂として具体的には次の化合物を例示するこ
とができる。
【0039】
【化18】
【0040】上述したアルケニル基含有エポキシ化ノボ
ラック樹脂、アルケニル基含有ナフタレン樹脂と付加反
応させるオルガノハイドロジェンポリシロキサンとして
は下記一般式(12)で示されるものが好ましい。
ラック樹脂、アルケニル基含有ナフタレン樹脂と付加反
応させるオルガノハイドロジェンポリシロキサンとして
は下記一般式(12)で示されるものが好ましい。
【0041】
【化19】
【0042】この式(12)で示されるオルガノハイド
ロジェンポリシロキサンとしては、1分子中に少なくと
も1個の≡SiH基を有すればよく、特に制限されない
が、1分子中のけい素原子の数が20〜400であり、
≡SiH基の数が1〜5であるものが好ましい。また、
式(12)において、R4の置換又は非置換の1価炭化
水素基としては、例えばメチル基,エチル基等のアルキ
ル基、フェニル基等のアリール基、ハロアルキル基、シ
クロアルキル基などが挙げられる。特に好ましいものと
しては、両末端ハイドロジェンメチルポリシロキサン、
両末端ハイドロジェンメチルフェニルポリシロキサン、
両末端ハイドロジェンメチル(2−トリメトキシシリル
エチル)ポリシロキサンなどが挙げられる。具体的には
下記化合物などが挙げられる。
ロジェンポリシロキサンとしては、1分子中に少なくと
も1個の≡SiH基を有すればよく、特に制限されない
が、1分子中のけい素原子の数が20〜400であり、
≡SiH基の数が1〜5であるものが好ましい。また、
式(12)において、R4の置換又は非置換の1価炭化
水素基としては、例えばメチル基,エチル基等のアルキ
ル基、フェニル基等のアリール基、ハロアルキル基、シ
クロアルキル基などが挙げられる。特に好ましいものと
しては、両末端ハイドロジェンメチルポリシロキサン、
両末端ハイドロジェンメチルフェニルポリシロキサン、
両末端ハイドロジェンメチル(2−トリメトキシシリル
エチル)ポリシロキサンなどが挙げられる。具体的には
下記化合物などが挙げられる。
【0043】
【化20】
【0044】上記式(12)で表わされるオルガノポリ
シロキサンの重合度は20〜500、特に30〜200
の範囲にあることが好ましく、重合度が20未満では十
分な可撓性を付与することも高いガラス転移点を得るこ
ともできない場合があり、また、重合度が500を越え
る場合には共重合体を得ることが合成技術上極めて困難
であり、仮に共重合体が得られたとしても容易に分散さ
せることができない場合がある。一般に、オルガノポリ
シロキサンは、同一シリコーン含有量の場合、重合度が
大きくなるに従って耐クラック性、高ガラス転移点化に
は好結果を与えることができるが、反面、分散性、素子
との密着性が低下する傾向がある。この分散性、素子と
の密着性を改良するために、例えば上記式(17)で示
されるような側鎖に下記の基を導入することが有効であ
り、望ましい。
シロキサンの重合度は20〜500、特に30〜200
の範囲にあることが好ましく、重合度が20未満では十
分な可撓性を付与することも高いガラス転移点を得るこ
ともできない場合があり、また、重合度が500を越え
る場合には共重合体を得ることが合成技術上極めて困難
であり、仮に共重合体が得られたとしても容易に分散さ
せることができない場合がある。一般に、オルガノポリ
シロキサンは、同一シリコーン含有量の場合、重合度が
大きくなるに従って耐クラック性、高ガラス転移点化に
は好結果を与えることができるが、反面、分散性、素子
との密着性が低下する傾向がある。この分散性、素子と
の密着性を改良するために、例えば上記式(17)で示
されるような側鎖に下記の基を導入することが有効であ
り、望ましい。
【0045】
【化21】
【0046】本発明のエポキシ樹脂組成物に配合するシ
リコーン変性共重合体は、上記アルケニル基含有エポキ
シ化ノボラック樹脂及び/又はアルケニル基含有ナフタ
レン樹脂と式(12)の≡SiH基を持つオルガノハイ
ドロジェンポリシロキサンと従来公知の付加触媒、例え
ば塩化白金酸のような白金系触媒の存在下で加熱反応さ
せることによって得ることができる。
リコーン変性共重合体は、上記アルケニル基含有エポキ
シ化ノボラック樹脂及び/又はアルケニル基含有ナフタ
レン樹脂と式(12)の≡SiH基を持つオルガノハイ
ドロジェンポリシロキサンと従来公知の付加触媒、例え
ば塩化白金酸のような白金系触媒の存在下で加熱反応さ
せることによって得ることができる。
【0047】上記シリコーン変性共重合体は、エポキシ
樹脂組成物中のエポキシ樹脂(硬化性エポキシ樹脂)に
相溶することなく、かつ微細な海島構造をとることが高
ガラス転移点、低膨張係数でしかも耐クラック性に優れ
たエポキシ樹脂組成物を得ることにとって望ましく、こ
のために共重合体の溶解度パラメーターを7.3〜8.
5、特に7.6〜8.2とすることが好ましい。上記溶
解度パラメーターの共重合体を得るためには、オルガノ
ポリシロキサンの≡SiH当量をA、アルケニル基含有
エポキシ化ノボラック樹脂及び/又はアルケニル基含有
ナフタレン樹脂の分子量をBとした場合、0.7<A/
B<7の範囲で反応させることが好ましい。
樹脂組成物中のエポキシ樹脂(硬化性エポキシ樹脂)に
相溶することなく、かつ微細な海島構造をとることが高
ガラス転移点、低膨張係数でしかも耐クラック性に優れ
たエポキシ樹脂組成物を得ることにとって望ましく、こ
のために共重合体の溶解度パラメーターを7.3〜8.
5、特に7.6〜8.2とすることが好ましい。上記溶
解度パラメーターの共重合体を得るためには、オルガノ
ポリシロキサンの≡SiH当量をA、アルケニル基含有
エポキシ化ノボラック樹脂及び/又はアルケニル基含有
ナフタレン樹脂の分子量をBとした場合、0.7<A/
B<7の範囲で反応させることが好ましい。
【0048】上述したシリコーン変性共重合体の配合量
は、(A)成分及び(B)成分を含むエポキシ樹脂10
0部(重量部、以下同様)に対して0〜50部、特に5
〜40部の範囲とすることが好ましく、50部を超える
と十分な接着性向上効果が得られない場合がある。
は、(A)成分及び(B)成分を含むエポキシ樹脂10
0部(重量部、以下同様)に対して0〜50部、特に5
〜40部の範囲とすることが好ましく、50部を超える
と十分な接着性向上効果が得られない場合がある。
【0049】なお、本発明では、組成物中に含まれるエ
ポキシ基の量(xモル)とフェノール性水酸基の量(y
モル)との割合が、x/yが0.5〜1.5の範囲にあ
ることが好ましく、x/yが上記範囲外となると硬化性
、低応力性において不利になる場合がある。従って、上
記(A)成分及び(B)成分を含むエポキシ樹脂、(C
)成分のフェノール樹脂及び上記シリコーン変性共重合
体はこの範囲内で配合することが好ましい。
ポキシ基の量(xモル)とフェノール性水酸基の量(y
モル)との割合が、x/yが0.5〜1.5の範囲にあ
ることが好ましく、x/yが上記範囲外となると硬化性
、低応力性において不利になる場合がある。従って、上
記(A)成分及び(B)成分を含むエポキシ樹脂、(C
)成分のフェノール樹脂及び上記シリコーン変性共重合
体はこの範囲内で配合することが好ましい。
【0050】次に、本発明で使用する(D)成分の無機
質充填剤としては、通常エポキシ樹脂組成物に配合され
るものを使用することができる。具体的には、例えば溶
融シリカ,結晶シリカ等のシリカ類,アルミナ,窒化珪
素,窒化アルミニウム,ボロンナイトライド,酸化チタ
ン,ガラス繊維等が挙げられる。これらの中でも溶融シ
リカが望ましく、その平均粒径は3〜15μmのものが
成形性の面から望ましい。また、溶融シリカの形状は、
高充填化やチップ表面に対する応力を小さくするため球
状のものが望ましい。なお、無機質充填剤は、樹脂と無
機質充填剤表面の強度を強くするため、予めシランカッ
プリング剤などで表面処理したものを配合することが好
ましい。
質充填剤としては、通常エポキシ樹脂組成物に配合され
るものを使用することができる。具体的には、例えば溶
融シリカ,結晶シリカ等のシリカ類,アルミナ,窒化珪
素,窒化アルミニウム,ボロンナイトライド,酸化チタ
ン,ガラス繊維等が挙げられる。これらの中でも溶融シ
リカが望ましく、その平均粒径は3〜15μmのものが
成形性の面から望ましい。また、溶融シリカの形状は、
高充填化やチップ表面に対する応力を小さくするため球
状のものが望ましい。なお、無機質充填剤は、樹脂と無
機質充填剤表面の強度を強くするため、予めシランカッ
プリング剤などで表面処理したものを配合することが好
ましい。
【0051】これら無機質充填剤はその1種を単独で使
用でき、また2種以上を併用するようにしてもよく、そ
の配合量は特に制限されないが、(A)成分と(B)成
分を含有するエポキシ樹脂及び(C)成分を含有するフ
ェノール樹脂との合計量100部に対して100〜10
00部、特に200〜700部の範囲とすることが好ま
しい。
用でき、また2種以上を併用するようにしてもよく、そ
の配合量は特に制限されないが、(A)成分と(B)成
分を含有するエポキシ樹脂及び(C)成分を含有するフ
ェノール樹脂との合計量100部に対して100〜10
00部、特に200〜700部の範囲とすることが好ま
しい。
【0052】更に、本発明のエポキシ樹脂組成物には、
硬化触媒を配合することができ、この硬化触媒としては
イミダゾール化合物、三級アミン化合物、リン系化合物
等が例示されるが、1,8−ジアザビシクロ(5.4.
0)ウンデセン−7とトリフェニルホスフィンとを重量
比で0:1〜1:1、好ましくは0.01:1〜0.5
:1の範囲で使用する併用触媒とすることが好ましい。 1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7
の比率が上記範囲より高くなるとガラス転移温度が低く
なる場合がある。上記併用触媒の添加量は特に制限され
ないが、(A)成分と(B)成分を含有するエポキシ樹
脂及び(C)成分を含有するフェノール樹脂の合計量1
00部に対して0.2〜2部、特に0.4〜1.2部と
することが望ましい。
硬化触媒を配合することができ、この硬化触媒としては
イミダゾール化合物、三級アミン化合物、リン系化合物
等が例示されるが、1,8−ジアザビシクロ(5.4.
0)ウンデセン−7とトリフェニルホスフィンとを重量
比で0:1〜1:1、好ましくは0.01:1〜0.5
:1の範囲で使用する併用触媒とすることが好ましい。 1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7
の比率が上記範囲より高くなるとガラス転移温度が低く
なる場合がある。上記併用触媒の添加量は特に制限され
ないが、(A)成分と(B)成分を含有するエポキシ樹
脂及び(C)成分を含有するフェノール樹脂の合計量1
00部に対して0.2〜2部、特に0.4〜1.2部と
することが望ましい。
【0053】本発明の組成物には、更に必要に応じて各
種の添加剤を配合することができる。例えば熱可塑性樹
脂,熱可塑性エラストマー,有機合成ゴム,シリコーン
系等の低応力剤、カルナバワックス等のワックス類、ス
テアリン酸などの脂肪酸及びその金属塩等の離型剤、カ
ーボンブラック,コバルトブルー,ベンガラ等の顔料、
酸化アンチモン,ハロゲン化合物等の難燃化剤、グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシランその他のシラン類、
アルキルチタネート類等の表面処理剤、老化防止剤、ハ
ロゲントラップ剤等の添加剤を配合することができる。
種の添加剤を配合することができる。例えば熱可塑性樹
脂,熱可塑性エラストマー,有機合成ゴム,シリコーン
系等の低応力剤、カルナバワックス等のワックス類、ス
テアリン酸などの脂肪酸及びその金属塩等の離型剤、カ
ーボンブラック,コバルトブルー,ベンガラ等の顔料、
酸化アンチモン,ハロゲン化合物等の難燃化剤、グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシランその他のシラン類、
アルキルチタネート類等の表面処理剤、老化防止剤、ハ
ロゲントラップ剤等の添加剤を配合することができる。
【0054】本発明のエポキシ樹脂組成物は、その製造
に際し上述した成分の所定量を均一に撹拌、混合し、予
め70〜95℃に加熱してあるニーダ、ロール、エクス
トルーダーなどにより混練、冷却し、粉砕するなどの方
法で得ることができる。ここで、成分の配合順序に特に
制限はない。
に際し上述した成分の所定量を均一に撹拌、混合し、予
め70〜95℃に加熱してあるニーダ、ロール、エクス
トルーダーなどにより混練、冷却し、粉砕するなどの方
法で得ることができる。ここで、成分の配合順序に特に
制限はない。
【0055】かくして得られる本発明のエポキシ樹脂組
成物はSOP型,SOJ型,TSOP型,TQFP型等
の半導体装置の封止用に有効に使用でき、この場合、成
形は従来より採用されている成形法、例えばトランスフ
ァ成形、インジェクション成形、注型法などを採用して
行なうことができる。なお、本発明のエポキシ樹脂組成
物の成形温度は150〜180℃で30〜180秒、ポ
ストキュアーは150〜180℃で2〜16時間行なう
ことが望ましい。
成物はSOP型,SOJ型,TSOP型,TQFP型等
の半導体装置の封止用に有効に使用でき、この場合、成
形は従来より採用されている成形法、例えばトランスフ
ァ成形、インジェクション成形、注型法などを採用して
行なうことができる。なお、本発明のエポキシ樹脂組成
物の成形温度は150〜180℃で30〜180秒、ポ
ストキュアーは150〜180℃で2〜16時間行なう
ことが望ましい。
【0056】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。なお、以下の例において部はいずれも重量
部である。
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。なお、以下の例において部はいずれも重量
部である。
【0057】〔実施例1〜8、比較例1〜4〕下記に示
すエポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシリコーン変性共
重合体を表1に示す割合で使用し、下記に示す硬化触媒
0.6部、トリフェニルホスフィン0.5部、比表面積
1.4m2/g,平均粒径15μmの溶融球状シリカ2
50部、比表面積2.5m2/g,平均粒径10μmの
溶融球状シリカ250部、比表面積10m2/g,平均
粒径1.0μmの溶融球状シリカ70部、三酸化アンチ
モン8部、カーボンブラック1.5部、カルナバワック
ス1部及びγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン3部を熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉
砕して、エポキシ樹脂組成物を得た。
すエポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシリコーン変性共
重合体を表1に示す割合で使用し、下記に示す硬化触媒
0.6部、トリフェニルホスフィン0.5部、比表面積
1.4m2/g,平均粒径15μmの溶融球状シリカ2
50部、比表面積2.5m2/g,平均粒径10μmの
溶融球状シリカ250部、比表面積10m2/g,平均
粒径1.0μmの溶融球状シリカ70部、三酸化アンチ
モン8部、カーボンブラック1.5部、カルナバワック
ス1部及びγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン3部を熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉
砕して、エポキシ樹脂組成物を得た。
【0058】
【化22】
【0059】
【化23】
【0060】
【化24】
【0061】
【化25】
【0062】硬化触媒
1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7
とフェノールノボラック樹脂(TD2131大日本イン
キ製)とを20/80重量比の割合で130℃で30分
加熱溶融混合したのち、50μm以下に粉砕したもの。
とフェノールノボラック樹脂(TD2131大日本イン
キ製)とを20/80重量比の割合で130℃で30分
加熱溶融混合したのち、50μm以下に粉砕したもの。
【0063】次に、これらの組成物につき、次の(イ)
〜(ト)の諸試験を行なった。結果を表1に併記する。 (イ)スパイラルフロー EMMI規格に準じた金型を使用して180℃、70k
g/cm2の条件で測定した。 (ロ)曲げ強さ及び曲げ弾性率 JIS−K6911に準じて180℃、70kg/cm
2、成形時間2分の条件で10×4×100mmの曲げ
試験片を成形し、180℃で4時間ポストキュアーした
ものについて215℃で測定した。 (ハ)膨張係数、ガラス転移温度 直径4mm、長さ15mmの試験片を用いて、TMA法
により毎分5℃の速さで昇温した時の値を測定した。 (ニ)吸湿半田後の耐クラック性 2×4×0.4mmの大きさのシリコンチップを4×1
2×1.8mmの大きさのSOパッケージ用リードフレ
ーム(42アロイ)に接着し、これにエポキシ樹脂組成
物を成形条件180℃、70kg/cm2、成形時間2
分で成形し、180℃で4時間ポストキュアーした。こ
れを85℃/85%RHの雰囲気に24時間及び48時
間放置したのち、250℃の半田浴に10秒間浸漬し、
パッケージクラック数/総数を測定した。 (ホ)耐湿性 1MDRAMチップを20ピンのSOJフレームに接着
し、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件180℃、7
0kg/cm2、成形時間2分で成形し、180℃で4
時間ポストキュアーした。これを121℃/100%R
H雰囲気中に24時間放置して吸湿させたのち、260
℃の半田浴に10秒間浸漬し、更に121℃/100%
RH雰囲気中に300時間放置したときのAl配線断線
数/総数を測定した。 (ヘ)吸水率 成型条件180℃、70kg/cm2、成形時間2分で
成形し、180℃で4時間ポストキュアーした直経50
mm、厚さ2mmの円板を121℃/100%RH雰囲
気中に24時間放置し、吸水率を測定した。 (ト)接着性 42アロイ板に直径15mm,高さ5mmの円筒成形品
を175℃、70kg/cm2、成形時間2分の条件で
成形し、180℃で4時間ポストキュアーした後、プッ
シュプルゲージで成形物と42アロイ板との剥離力を測
定した。
〜(ト)の諸試験を行なった。結果を表1に併記する。 (イ)スパイラルフロー EMMI規格に準じた金型を使用して180℃、70k
g/cm2の条件で測定した。 (ロ)曲げ強さ及び曲げ弾性率 JIS−K6911に準じて180℃、70kg/cm
2、成形時間2分の条件で10×4×100mmの曲げ
試験片を成形し、180℃で4時間ポストキュアーした
ものについて215℃で測定した。 (ハ)膨張係数、ガラス転移温度 直径4mm、長さ15mmの試験片を用いて、TMA法
により毎分5℃の速さで昇温した時の値を測定した。 (ニ)吸湿半田後の耐クラック性 2×4×0.4mmの大きさのシリコンチップを4×1
2×1.8mmの大きさのSOパッケージ用リードフレ
ーム(42アロイ)に接着し、これにエポキシ樹脂組成
物を成形条件180℃、70kg/cm2、成形時間2
分で成形し、180℃で4時間ポストキュアーした。こ
れを85℃/85%RHの雰囲気に24時間及び48時
間放置したのち、250℃の半田浴に10秒間浸漬し、
パッケージクラック数/総数を測定した。 (ホ)耐湿性 1MDRAMチップを20ピンのSOJフレームに接着
し、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件180℃、7
0kg/cm2、成形時間2分で成形し、180℃で4
時間ポストキュアーした。これを121℃/100%R
H雰囲気中に24時間放置して吸湿させたのち、260
℃の半田浴に10秒間浸漬し、更に121℃/100%
RH雰囲気中に300時間放置したときのAl配線断線
数/総数を測定した。 (ヘ)吸水率 成型条件180℃、70kg/cm2、成形時間2分で
成形し、180℃で4時間ポストキュアーした直経50
mm、厚さ2mmの円板を121℃/100%RH雰囲
気中に24時間放置し、吸水率を測定した。 (ト)接着性 42アロイ板に直径15mm,高さ5mmの円筒成形品
を175℃、70kg/cm2、成形時間2分の条件で
成形し、180℃で4時間ポストキュアーした後、プッ
シュプルゲージで成形物と42アロイ板との剥離力を測
定した。
【0064】
【表1】
【0065】
【表2】
【0066】表1及び表2の結果より、上記一般式(1
)で示されるナフタレン環含有エポキシ樹脂と一般式(
2)で示されるビフェニル基含有エポキシ樹脂の両方を
使用しないもの(比較例1)、一方だけを使用したもの
(比較例2,3)、両方を使用していても一般式(3)
で示されるフェノール樹脂を使用しないもの(比較例4
)は、いずれも耐湿性が悪く、しかもガラス転移温度、
耐クラック性、接着性などのいずれか1つ以上が劣るも
のであることが認められる。
)で示されるナフタレン環含有エポキシ樹脂と一般式(
2)で示されるビフェニル基含有エポキシ樹脂の両方を
使用しないもの(比較例1)、一方だけを使用したもの
(比較例2,3)、両方を使用していても一般式(3)
で示されるフェノール樹脂を使用しないもの(比較例4
)は、いずれも耐湿性が悪く、しかもガラス転移温度、
耐クラック性、接着性などのいずれか1つ以上が劣るも
のであることが認められる。
【0067】これに対し、上記エポキシ樹脂を併用し、
かつ上記フェノール樹脂を使用した本発明のエポキシ樹
脂組成物は、ガラス転移温度が高く、かつ良好な耐クラ
ック性、耐湿性、接着性を有する硬化物を与えることが
認められる。
かつ上記フェノール樹脂を使用した本発明のエポキシ樹
脂組成物は、ガラス転移温度が高く、かつ良好な耐クラ
ック性、耐湿性、接着性を有する硬化物を与えることが
認められる。
【0068】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のエポキシ
樹脂組成物は、上述した成分の組合わせとしたことによ
り、流動性が良好であるとともに、低弾性率であり、特
にガラス転移以上の温度で著しく弾性率が低下し、線膨
張係数が小さく、低応力でありながらガラス転移温度が
高く、しかも低吸湿性の硬化物が得られるものであり、
このため本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止さ
れた半導体装置は表面実装時の熱衝撃においても高い信
頼性を有するものである。
樹脂組成物は、上述した成分の組合わせとしたことによ
り、流動性が良好であるとともに、低弾性率であり、特
にガラス転移以上の温度で著しく弾性率が低下し、線膨
張係数が小さく、低応力でありながらガラス転移温度が
高く、しかも低吸湿性の硬化物が得られるものであり、
このため本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止さ
れた半導体装置は表面実装時の熱衝撃においても高い信
頼性を有するものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 (A)下記一般式(1)で示されるナ
フタレン環含有エポキシ樹脂、 【化1】 (B)下記一般式(2)で示されるビフェニル基含有エ
ポキシ樹脂、 【化2】 (C)下記一般式(3)で示されるフェノール樹脂、【
化3】 (D)無機質充填剤 を必須成分とするエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項2】 請求項1記載のエポキシ樹脂組成物の
硬化物で封止された半導体装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3145502A JP2526747B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
KR1019920008523A KR100197044B1 (ko) | 1991-05-21 | 1992-05-20 | 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치 |
US07/885,965 US5298548A (en) | 1991-05-21 | 1992-05-20 | Epoxy resin composition and semiconductor devices encapsulated therewith |
DE4216680A DE4216680C2 (de) | 1991-05-21 | 1992-05-20 | Epoxidharzmasse und deren Verwendung zur Einkapselung von Halbleiter-Bauteilen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3145502A JP2526747B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04342719A true JPH04342719A (ja) | 1992-11-30 |
JP2526747B2 JP2526747B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=15386746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3145502A Expired - Fee Related JP2526747B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5298548A (ja) |
JP (1) | JP2526747B2 (ja) |
KR (1) | KR100197044B1 (ja) |
DE (1) | DE4216680C2 (ja) |
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WO2014155975A1 (ja) | 2013-03-28 | 2014-10-02 | パナソニック株式会社 | 絶縁熱伝導性樹脂組成物 |
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