JPH0588887B2 - - Google Patents
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- JPH0588887B2 JPH0588887B2 JP19071088A JP19071088A JPH0588887B2 JP H0588887 B2 JPH0588887 B2 JP H0588887B2 JP 19071088 A JP19071088 A JP 19071088A JP 19071088 A JP19071088 A JP 19071088A JP H0588887 B2 JPH0588887 B2 JP H0588887B2
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- polymer
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- epoxy resin
- silicone
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、低応力、低熱膨張率で、なおかつ耐
熱性を損なうことなく、耐熱衝撃性、半田耐熱性
に優れた、高信頼性を要求される半導体等電子部
品の封止用に適した半導体封止用樹脂組成物に関
するものである。
〔従来の技術〕
近年、半導体を封止する方法としてエポキシ樹
脂に代表される熱硬化性樹脂を使用したいわゆる
プラスチツク封止が原料の低廉、大量生産に適す
るといつた経済的利点をいかして広く実用化され
ている。特に多官能エポキシ樹脂、ノボラツク型
フエノール樹脂、無機質充填材を主成分とした樹
脂組成物が耐熱性、成形性、電気特性に優れてい
るため封止樹脂の主流となつている。
〔発明が解決しようとする課題〕
一方、半導体チツプの高集積化が進み、それに
伴いチツプサイズが大型化してきた。またパツケ
ージの形状は基板への高密度実装化、表面実装化
に伴い、チツプの大型化とは逆にフラツトパツケ
ージに見られる如く小型化・薄型化の傾向にあ
る。このため従来の封止樹脂では見られなかつた
不良現象が派生するようになつた。すなわち、封
止樹脂とチツプの熱膨張率の差に起因する樹脂の
応力がチツプの大型化、樹脂層の薄肉化のため、
熱衝撃によりパツシベーシヨン膜のクラツクアル
ミ配線スライドあるいは封止樹脂のクラツクとい
つた破壊現象を引き起こし、又表面実装化に伴い
パツケージそのものが半田浴温度にさらされるた
め、パツケージ内の水分が急激に膨張し、パツケ
ージにクラツクといつた破壊現象を引き起こし、
半導体の耐湿性を低下させ、ひいては信頼性を低
下させる原因となつている。従つて、封止樹脂と
してはこの応力の小さく、半田耐熱性の優れた封
止樹脂の開発が望まれている。
応力を小さくする方法としては、樹脂の熱膨張
率を小さくしてチツプのそれとの差を小さくする
事が考えられるが、樹脂の熱膨張率とチツプのそ
れとの差は大きく、これを縮めるためには熱膨張
率の小さい無機質充填材を樹脂中に多量に使用し
なければならないが、現在すでにかなり多量の無
機質充填材が使用されていて、更にこれを増量す
る事は成形性の悪化の原因となる。一方、樹脂の
弾性率を下げて応力を小さくするという目的で可
塑剤を添加したり、可撓性を有したエポキシ樹脂
あるいはフエノール樹脂を用いたりする事が試み
られたが、この方法により得られた硬化物は耐熱
性の点で問題があつた。
また特開昭58−108220に代表される如くゴム粒
子を封止樹脂中に分散させる事により耐熱性を保
持しつつ、耐クラツク性を付与する方法等も発明
されているが、半田浴の如き封止樹脂のガラス転
移温度を超える高温における耐衝撃性に劣る等い
くつかの問題点があつた。
本発明は、高集積回路等の高い信頼性を要求さ
れる半導体の封止用樹脂に対して要求されてい
る、応力が小さく耐熱衝撃性、更に半田耐熱性等
に優れた半導体封止用樹脂組成物を提供すること
を目的とする。
〔課題を解決する為の手段〕
本発明者は種々検討した結果、エポキシ樹脂と
ビニルポリマーのグラフト重合体中にシリコーン
ポリマーの微粒子が分散した変性エポキシ樹脂と
マレイミド樹脂及びこれと反応する活性OH基を
2ケ以上有しかつ分子構造中にフエニル基を繰り
返し単位として含有するアラルキル樹脂とを硬化
反応せしめたものが応力を小さくし、耐熱衝撃性
に有効であり、半田耐熱性に優れた樹脂を提供す
ることを見出した結果、本発明に達した。
即ち、本発明は
(a) エポキシ樹脂とビニルポリマーとのグラフト
重合体中にシリコーンポリマーが1.0μ以下の粒
子径で均一に分散された変性エポキシ樹脂、
(b) ビスマレイミド化合物
(c) フエノールアラルキル樹脂およびまたはレゾ
ルシンアラルキル樹脂、
(d) 無機充填剤、
を主成分とすることを特徴とする半導体封止用樹
脂組成物である。
本発明の(a)に使用されるエポキシ樹脂は多価エ
ポキシ樹脂であれば一般的に使用されるエポキシ
樹脂が使用可能であり、耐熱性、電気特性からフ
エノールノボラツク、クレゾールノボラツクなど
のグリシジル化物等のノボラツクエポキシ樹脂が
好ましいが、その他の1分子に2ケ以上の活性水
素を有する化合物、例えばビスフエノールA、ビ
スヒドロキシジフエニルメタン、レゾルシン、ビ
スヒドロキシジフエニルエーテル、テトラブロム
ビスフエノールA等の多価フエノール類、エチレ
ングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセ
リン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ
トール、ジエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール、ビスフエノールA−エチレンオキサ
イド付加物、トリスヒドロキシエチルイソシアヌ
レート等の多価アルコール、エチレンジアミン、
アニリン等のポリアミノ化合物、アジピン酸、フ
タル酸、イソフタル酸等の多価アルボキシ化合物
等とエピクロルヒドリン又は2−メチルエピクロ
ルヒドリンを反応させて得られるグリシジル型の
エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンジエポキサ
イド、ブタジエンダイマージエポキサイド等の如
き脂肪族(脂環族を含む)のエポキシ樹脂などか
ら選ばれた1種以上のエポキシ樹脂を使用するこ
とが出来る。
本発明の(a)に於けるエポキシ樹脂とビニルポリ
マーとのグラフト重合体は、エポキシ樹脂の存在
下に前記ビニルポリマーを生成させるべくビニル
モノマーを重合する事により製造する方法が代表
的である。ここでグラフト重合体なる語は通常ブ
ロツク重合体と呼ぶものを含む。ここでビニルポ
リマーをつくるために用いるビニルモノマーとし
ては、スチレン、ビニルトルエン等の如きアルケ
ニル芳香族類、メチルメタアクリレート、ドデシ
ルメタアクリレート、ブウトキシエチルメタアク
リレート、グリシジルメタクリレート、メチルア
クリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘ
キシルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレ
ート、トリメチロールプロパントリアクリレート
等の如きアクリルエステル類、アクリルニトリ
ル、アクリル酸、ブトキシメチルアクリルアミ
ド、メタアクリルアミド等の如きエステル基を持
たないアクリル化合物、ビニルアセテート、ビニ
ルラウレート、ビニルバーサテート、ビニルクロ
ライド、ビニリデンクロライド、エチレン、アリ
ルアセテート等の如き非共役性ビニル化合物、ブ
タジエン、イソプレン、クロロプレンの如き共役
ジエン化合物が代表的で、その他、ビニルシリコ
ーン、ジブチルフマレート、モノメチルマレー
ト、ジエチルイタコネート、メタクリル酸トリフ
ロロエチル、メタクリル酸テトラフロロプロピル
等のメタククリル酸、アクリル酸の弗素化合物等
の如き重合性ビニル化合物を用いることもでき
る。前記したビニルモノマーを重合してビニルポ
リマーとするには、通常ラジカル開始剤、例えば
ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキ
サイド、ターシヤリブチルパーベンゾエート、ジ
メチルジベンゾイルパーオキシヘキサン、ターシ
ヤリブチルパーピバレート、ジターシヤリブチル
パーオキサイド、1,1−ビスターシヤリブチル
パーオキシ3,3,5−トリメチルシクロヘキサ
ン、ジメチルジターシヤリブチルパーオキシヘキ
サン、ターシヤリブチルクミルパーオキサイド、
メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキ
サノンパーオキサイド、キユメンハイドロパーオ
キサイド、ターシヤリブチルパーオキシアリルカ
ーボネート、ジオクチルパーオキシジカーボネー
ト、ターシヤリブチルパーオキシマレイン酸、琥
珀酸パーオキサイド、ターシヤリブチルパーオキ
シイソプロピルカーボネート、過酸化水素の如き
パーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、
アゾビスジメチルバレロニトリルの如きアゾ化合
物を用いてラジカル重合するのが代表的である。
又、必要に応じて還元剤を併用していわゆるレ
ドツクス重合をさせてもよく、ハイドロキノンの
如き重合禁止剤、ドデシルメルカプタンの如き連
鎖移動剤を使用してもよい。
又、グラフト化促進の為に、エポキシ樹脂に重
合性二重結合やグラフト可能な化学結合を導入し
ておく方法が有効である。重合性二重結合の導入
方法には、例えばアクリル酸、アクリルアミド、
メチロールアクルリアミド、ブトキシメチルアク
リルアミド、ヒドロキシエチルメタアクリレー
ト、グリシジルメタアクリレート、無水マレイン
酸、モノエチルイタコネート、モノブチルフマレ
ート、クロルメチイルスチレン、ホスホキシエチ
ルメタアクリレート、クロルヒドロキシプロピル
メタアクリレート、パラヒドロキシスチレン、ジ
メチルアミノエチルメタアクリレートの如き官能
基と重合性二重結合とを有する化合物を、エポキ
シ樹脂とあらかじめ反応させておく方法が代表的
である。
なお、本発明に於いて前記グラフト重合体中に
は前記エポキシ樹脂や前記ビニルポリマーがグラ
フトしないでフリーのまま残っていてもかまわな
い。
(a)の変性エポキシ樹脂は前記したエポキシ樹脂
とビニルポリマーとのグラフト重合体の存在下に
付加反応型のシリコーンポリマーを常法により付
加反応するか、軟質系ビニル重合体を形成するモ
ノマーを常法により重合することにより得られ
る。
即ち、付加反応型シリコーンゴムは分子内にビ
ニル基を有するビニル変性シリコーンポリマーと
分子内に活性水素を有するハイドロジエン変性シ
リコーンポリマーがシリル化反応による付加反応
により生成するゴムであり、その粒子径は1.0μ以
下、好ましくは0.5μ以下、更に好ましくは0.01μ
以上0.2μ以下である。シリコーンゴムの粒子径が
1.0μを超えると本発明の目的である低応力化を果
たせず、耐熱衝撃性も改良されない。ビニル変性
シリコーンポリマーとは分子の末端あるいは内部
に、Si−CH=CH2結合をすくなくとも1個以上
もつたポリシロキサンをいい、ハイドロジエン変
性シリコーンポリマーとは分子の末端あるいは内
部にSi−H結合を少なくとも2個以上もつたポリ
シロキサンをいう。両者は通常は組み合わせで市
販されており、これらの例としては例えば東レシ
リコーン株式会社のSE−1821、信越化学株式会
社のKE−1204等があげられる。
付加反応によつて得るシリコーンゴムの粒径は
エポキシ樹脂に導入する二重結合の量によつても
コントロールする事ができる。
また軟質ビニル重合体は軟質ビニル重合を形成
するモノマーを常法により重合することにより得
られる。
本発明に使用される軟質系ビニル重合体はビニ
ル変性シリコーコンを主体とする重合体でなけれ
ばならない。ビニル変性シリコーンを主体とする
重合体とはビニル変性シリコーンの単独重合体も
しくは共重合体またはビニル変性シリコーンと他
のビニルモノマーとの共重合体をいう。ビニル変
性シリコーンとしては例えばメタアクリロキシプ
ロピルシロキサン、メタアクリロキロプロピルア
ルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン等があ
げられる。また他のビニルモノマーとしては前記
のグラフト重合体をつくる際に用いるモノマーは
総て用いることができる。他のビニルモノマーの
使用割合は、得られる共重合体が軟質、即ち液状
ないしゴム状でありかつその粒子径が、1.0μ以下
である範囲であり、モノマーの種類にもよるが通
常全モノマーの80重量%以下である。
本発明の目的である低応力化を果たし、耐衝撃
性を改良するためには軟質ビニル重合体の粒子径
は1.0μ以下、好ましくは0.5μ以下、更に好ましく
は0.01μ以上0.2μ以下である。軟質ビニル重合体
の粒子径が1.0μを超えると低応力化を果たせず、
耐熱衝撃性も改良されない。軟質ビニル重合体の
粒径のコントロールは、エポキシ樹脂とグラフト
重合体を形成するビニルポリマーの種類、量、軟
質ビニル重合体を形成するモノマー組成の選択に
よつて可能であるが、エポキシ樹脂に導入する二
重結合の量によつてもコントロールする事ができ
る。
変性エポキシ樹脂の使用量は後述の(c)フエノー
ルアルキル樹脂およびまたはレゾルシンアルキル
樹脂に対して当量比で0.1〜10の範囲であり、好
ましくは0.5〜2.0の範囲である。
本発明の組成物は所望により変性されていない
エポキシ樹脂を含有してもよい。変性されていな
いエポキシ樹脂としては本発明の(a)に使用される
エポキシ樹脂が全て使用でき、両者は同じでもよ
く、異なつていてもよい。
また、シリコーンポリマーの量(付加反応によ
つて得るシリコーンゴムおよびまたは軟質ビニル
重合体の量)は(a)の変性エポキシ樹脂および所望
により使用されるエポキシ樹脂の合計に対して5
重量%以上必要であり、特に10〜50重量%が好ま
しい。5重量%未満では低応力化が達成されな
い。シリコーンポリマーの量を所望の量に調節す
るには(a)の変性エポキシ樹脂を製造する際に使用
するビニルモノマーの量を調節してもよいが、未
変性エポキシ樹脂の量を変化させることにより行
うのがより簡単で、このような点からも未変性エ
ポキシ樹脂を併用するのが好ましい。
本発明において用いられる(b)のビスマレイミド
化合物は、一般式()で示される。
[Industrial Application Field] The present invention is applicable to semiconductors and other electronic components that require high reliability, low stress, low coefficient of thermal expansion, and excellent thermal shock resistance and soldering heat resistance without impairing heat resistance. The present invention relates to a semiconductor encapsulation resin composition suitable for encapsulation. [Prior Art] In recent years, so-called plastic encapsulation, which uses thermosetting resins such as epoxy resins, has become widely used as a method for encapsulating semiconductors, taking advantage of its economic advantages such as low raw materials and suitability for mass production. It has been put into practical use. In particular, resin compositions containing polyfunctional epoxy resins, novolac type phenolic resins, and inorganic fillers as main components have become mainstream as sealing resins because of their excellent heat resistance, moldability, and electrical properties. [Problems to be Solved by the Invention] On the other hand, the integration of semiconductor chips has progressed, and the chip size has accordingly increased. In addition, the shape of packages is becoming smaller and thinner, as seen in flat packages, as opposed to larger chips due to higher density mounting on substrates and surface mounting. This has led to the occurrence of defective phenomena that were not seen with conventional sealing resins. In other words, stress in the resin due to the difference in thermal expansion coefficient between the sealing resin and the chip increases as the chip becomes larger and the resin layer becomes thinner.
Thermal shock causes breakdown phenomena such as cracks in the packaging film, aluminum wiring slides, or cracks in the sealing resin.Also, with surface mounting, the package itself is exposed to the solder bath temperature, so the moisture inside the package expands rapidly. This causes damage to the package, causing cracks and damage to the package.
This is a cause of reducing the moisture resistance of semiconductors and, in turn, reducing reliability. Therefore, it is desired to develop a sealing resin that has less stress and excellent solder heat resistance. One possible way to reduce stress is to reduce the coefficient of thermal expansion of the resin to reduce the difference between it and that of the chip, but the difference between the coefficient of thermal expansion of the resin and that of the chip is large, and in order to reduce this, requires the use of a large amount of inorganic filler with a low coefficient of thermal expansion in the resin, but currently a considerable amount of inorganic filler is already being used, and further increasing this amount may cause deterioration of moldability. Become. On the other hand, attempts have been made to add plasticizers or to use flexible epoxy resins or phenolic resins in order to lower the elastic modulus of the resin and reduce stress, but these methods have not produced results. The cured product had problems in terms of heat resistance. In addition, as exemplified by JP-A-58-108220, methods have been invented to provide crack resistance while maintaining heat resistance by dispersing rubber particles in a sealing resin. There were several problems such as poor impact resistance at high temperatures exceeding the glass transition temperature of the sealing resin. The present invention is a semiconductor encapsulation resin that has low stress, thermal shock resistance, and excellent soldering heat resistance, which is required for semiconductor encapsulation resins that require high reliability such as highly integrated circuits. The purpose is to provide a composition. [Means for Solving the Problem] As a result of various studies, the present inventor has developed a modified epoxy resin in which silicone polymer fine particles are dispersed in a graft polymer of an epoxy resin and a vinyl polymer, a maleimide resin, and an active OH group that reacts with the same. A resin that is cured with an aralkyl resin that has two or more of the following and contains a phenyl group as a repeating unit in its molecular structure reduces stress, is effective in thermal shock resistance, and has excellent soldering heat resistance. As a result of the discovery that the present invention is provided, the present invention has been achieved. That is, the present invention provides (a) a modified epoxy resin in which a silicone polymer is uniformly dispersed in a graft polymer of an epoxy resin and a vinyl polymer with a particle size of 1.0 μ or less, (b) a bismaleimide compound, and (c) a phenol aralkyl compound. A resin composition for semiconductor encapsulation, characterized in that the main components thereof are a resin and/or a resorcinol aralkyl resin, and (d) an inorganic filler. As the epoxy resin used in (a) of the present invention, commonly used epoxy resins can be used as long as they are polyhydric epoxy resins, and glycidyl resins such as phenol novolak and cresol novolak can be used because of their heat resistance and electrical properties. Novolac epoxy resins such as compounds are preferred, but other compounds having two or more active hydrogens in one molecule, such as bisphenol A, bishydroxydiphenylmethane, resorcinol, bishydroxydiphenyl ether, tetrabromobisphenol A Polyhydric phenols such as ethylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, diethylene glycol, polypropylene glycol, bisphenol A-ethylene oxide adduct, polyhydric alcohols such as trishydroxyethyl isocyanurate, ethylene diamine,
Glycidyl-type epoxy resin, dicyclopentadiene diepoxide, butadiene dimer diepoxide obtained by reacting epichlorohydrin or 2-methylepichlorohydrin with polyamino compounds such as aniline, polyhydric alkoxy compounds such as adipic acid, phthalic acid, isophthalic acid, etc. It is possible to use one or more epoxy resins selected from aliphatic (including alicyclic) epoxy resins such as the following. The graft polymer of an epoxy resin and a vinyl polymer in (a) of the present invention is typically produced by polymerizing a vinyl monomer to produce the vinyl polymer in the presence of an epoxy resin. The term graft polymer herein includes what is commonly called a block polymer. Vinyl monomers used to make the vinyl polymer include styrene, alkenyl aromatics such as vinyltoluene, methyl methacrylate, dodecyl methacrylate, butoxyethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, methyl acrylate, butyl acrylate, - acrylic esters such as ethylhexyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, trimethylolpropane triacrylate, etc., acrylic compounds without ester groups such as acrylonitrile, acrylic acid, butoxymethylacrylamide, methacrylamide, etc., vinyl acetate, vinyl laurate, Typical examples include non-conjugated vinyl compounds such as vinyl versatate, vinyl chloride, vinylidene chloride, ethylene, and allyl acetate, and conjugated diene compounds such as butadiene, isoprene, and chloroprene.Other examples include vinyl silicone, dibutyl fumarate, and monomethyl maleate. Polymerizable vinyl compounds such as fluorine compounds of acrylic acid, methacrylic acid such as diethyl itaconate, trifluoroethyl methacrylate, and tetrafluoropropyl methacrylate can also be used. In order to polymerize the vinyl monomers described above to obtain a vinyl polymer, a radical initiator such as lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, tertiary butyl perbenzoate, dimethyl dibenzoyl peroxyhexane, tertiary butyl perpivalate, dimethyl dibenzoyl peroxide, etc. is usually used. tertiary butyl peroxide, 1,1-bisterciabutyl peroxy 3,3,5-trimethylcyclohexane, dimethyl ditertiary butyl peroxyhexane, tertiary butyl cumyl peroxide,
Methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, kyumene hydroperoxide, tertiary butyl peroxyallyl carbonate, dioctyl peroxydicarbonate, tertiary butyl peroxymaleic acid, succinic acid peroxide, tertiary butyl peroxyisopropyl carbonate, peroxide Peroxides such as hydrogen oxide, azobisisobutyronitrile,
Typically, radical polymerization is carried out using an azo compound such as azobisdimethylvaleronitrile. Further, if necessary, a reducing agent may be used in combination to carry out so-called redox polymerization, and a polymerization inhibitor such as hydroquinone or a chain transfer agent such as dodecyl mercaptan may be used. Furthermore, in order to promote grafting, it is effective to introduce a polymerizable double bond or a chemical bond that can be grafted into the epoxy resin. Examples of methods for introducing polymerizable double bonds include acrylic acid, acrylamide,
Methylol acrylamide, butoxymethyl acrylamide, hydroxyethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, maleic anhydride, monoethyl itaconate, monobutyl fumarate, chlormethylstyrene, phosphoxyethyl methacrylate, chlorohydroxypropyl methacrylate, para A typical method is to react a compound having a functional group and a polymerizable double bond, such as hydroxystyrene or dimethylaminoethyl methacrylate, with an epoxy resin in advance. In the present invention, the epoxy resin or the vinyl polymer may remain free in the graft polymer without being grafted. The modified epoxy resin (a) can be obtained by addition-reacting an addition-reactive silicone polymer in the presence of the above-mentioned graft polymer of an epoxy resin and a vinyl polymer, or by adding a monomer that forms a soft vinyl polymer by a conventional method. It can be obtained by polymerization according to the method. In other words, addition reaction type silicone rubber is a rubber produced by the addition reaction of a vinyl-modified silicone polymer having a vinyl group in the molecule and a hydrogen-modified silicone polymer having an active hydrogen in the molecule through a silylation reaction, and its particle size is 1.0μ or less, preferably 0.5μ or less, more preferably 0.01μ
0.2μ or less. The particle size of silicone rubber
If it exceeds 1.0μ, the purpose of the present invention, which is to reduce stress, cannot be achieved and thermal shock resistance cannot be improved. A vinyl-modified silicone polymer is a polysiloxane that has at least one Si-CH=CH 2 bond at the end or inside the molecule, and a hydrogen-modified silicone polymer has a Si-H bond at the end or inside the molecule. Refers to polysiloxane having at least two or more. Both are usually commercially available in combination, and examples of these include SE-1821 from Toray Silicone Co., Ltd. and KE-1204 from Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. The particle size of silicone rubber obtained by addition reaction can also be controlled by the amount of double bonds introduced into the epoxy resin. Further, the soft vinyl polymer can be obtained by polymerizing monomers that form a soft vinyl polymer by a conventional method. The flexible vinyl polymer used in the present invention must be a polymer mainly composed of vinyl-modified silicone. The polymer mainly composed of vinyl-modified silicone refers to a homopolymer or copolymer of vinyl-modified silicone, or a copolymer of vinyl-modified silicone and another vinyl monomer. Examples of vinyl-modified silicones include methacryloxypropylsiloxane, methacryloklopropylalkoxysilane, and vinylalkoxysilane. Furthermore, as other vinyl monomers, all the monomers used in preparing the graft polymers mentioned above can be used. The proportion of other vinyl monomers to be used is such that the copolymer obtained is soft, that is, liquid or rubbery, and its particle size is 1.0μ or less. 80% by weight or less. In order to achieve the object of the present invention of reducing stress and improving impact resistance, the particle size of the soft vinyl polymer is 1.0μ or less, preferably 0.5μ or less, and more preferably 0.01μ or more and 0.2μ or less. . If the particle size of the soft vinyl polymer exceeds 1.0μ, it will not be possible to reduce stress.
Thermal shock resistance is also not improved. The particle size of the soft vinyl polymer can be controlled by selecting the type and amount of the vinyl polymer that forms the graft polymer with the epoxy resin, and the composition of the monomers that form the soft vinyl polymer. It can also be controlled by the amount of double bonds. The amount of the modified epoxy resin used is in the range of 0.1 to 10, preferably in the range of 0.5 to 2.0, in terms of equivalent ratio to (c) the phenolic alkyl resin and/or the resorcin alkyl resin described below. The compositions of the present invention may optionally contain unmodified epoxy resins. As the unmodified epoxy resin, all the epoxy resins used in (a) of the present invention can be used, and both may be the same or different. In addition, the amount of silicone polymer (the amount of silicone rubber and/or soft vinyl polymer obtained by addition reaction) is 5% relative to the total of the modified epoxy resin in (a) and the epoxy resin used if desired.
It is required to be at least 10% by weight, particularly preferably 10 to 50% by weight. If it is less than 5% by weight, low stress cannot be achieved. To adjust the amount of silicone polymer to a desired amount, the amount of vinyl monomer used in producing the modified epoxy resin (a) may be adjusted, but by changing the amount of unmodified epoxy resin, It is easier to carry out, and from this point of view as well, it is preferable to use an unmodified epoxy resin. The bismaleimide compound (b) used in the present invention is represented by the general formula ().
【式】
(Rはすくなくと2ケの炭素数を有する2価の
有機基を表す)
このようなビスマレイミド化合物としては、例
えば、N,N′−エチレンビスマレイミド、N,
N′−ヘキサメチレンビスマレイミド、N,N′−
m−フエニレンビスマレイミド、N,N′−p−
フエニレンビスマレイミド、N,N′−4,4′−ジ
フエニルメタンビスマレイミド、N,N′−4,
4′−ジフエニルエーテルビスマレイミド、N,
N′−メチレンビス(3−クロロ−p−フエニレ
ン)ビスマレイミド、N,N′−4,4′−ジフエニ
ルスルフオンビスマレイミド、N,N′−4,4′−
ジシクロヘキシルメタンビスマレイミド、N,
N′−α,α′−4,4′−ジエチレンシクロヘキサン
ビスマレイミド、N,N′−m−メタキシレンビ
スマレイミド、N,N′−4,4′−ジフエニルシク
ロヘキサンビスマレイミドなどがある。
本発明においては上記ビスマレイミド化合物を
1種以上用いることができる。また必要に応じて
上記以外のマレイミド化合物を併用することもで
きる。
ビスマレイミド化合物の使用量は本発明の組成
物中、通常30〜80重量%である。
本発明に用いるアラルキル樹脂は活性OH基を
2ケ以上有し、かつ分子構造中に[Formula] (R represents a divalent organic group having at least 2 carbon atoms) Examples of such bismaleimide compounds include N,N'-ethylene bismaleimide, N,
N'-hexamethylene bismaleimide, N,N'-
m-phenylene bismaleimide, N,N'-p-
Phenylene bismaleimide, N,N'-4,4'-diphenylmethane bismaleimide, N,N'-4,
4'-diphenyl ether bismaleimide, N,
N'-methylenebis(3-chloro-p-phenylene)bismaleimide, N,N'-4,4'-diphenylsulfone bismaleimide, N,N'-4,4'-
Dicyclohexylmethane bismaleimide, N,
Examples include N'-α,α'-4,4'-diethylenecyclohexane bismaleimide, N,N'-m-methaxylene bismaleimide, and N,N'-4,4'-diphenylcyclohexane bismaleimide. In the present invention, one or more of the above bismaleimide compounds can be used. Moreover, maleimide compounds other than those mentioned above can be used in combination as necessary. The amount of the bismaleimide compound used in the composition of the present invention is usually 30 to 80% by weight. The aralkyl resin used in the present invention has two or more active OH groups and has
(変性エポキシ樹脂の製造)
製造例 1
オルソクレゾールノボラツクエポキシ樹脂(エ
ポキシ当量217)100部、トルエン10部、メタクリ
ル酸1部を3級アミンの存在下で120〜125℃で2
時間反応させた後、ブチルアクリレート5部、メ
タアクリロキシプロピルシリコーンオリゴマー
(信越化学株式会社製)10部、アゾビスイソバレ
ロニトリル0.4部、酢酸エチル100部を75℃で4時
間反応させる。更に付加反応型シリコーンポリマ
ーとして、ビニル変性ポリシロキサン10部とハイ
ドロジエン変性ポリシロキサン10部(いずれも
(信越化学株式会社製KE−1204)を加え激しく攪
拌し2時間反応させた。その後更に130℃におい
て減圧にて脱溶剤し、粒径0.2〜0.5μのシリコー
ンゴムが分散した変性エポキシ樹脂(a−1)
(エポキシ当量295)を得た。
製造例 2
製造例1において使用したメタクリル酸の量が
1.2部であること、およびビニル変性ポリシロキ
サンとハイドロジエン変性ポリシロキサンの量が
それぞれ30部であること以外は製造例1と同様に
して、粒径0.2〜0.5μのシリコーンゴムが分散し
た変性エポキシ樹脂(a−2)(エポキシ当量
320)を得た。
製造例 3
オルソクレゾールノボラツクエポキシ樹脂(エ
ポキシ当量217)100部、トルエン10部、メタクリ
ル酸1部を3級アミンの存在下で120〜125℃で2
時間反応させた後、ブチルアクリレート3.6部、
グリシジルメタクリレート0.1部、t−ブチルパ
ーオキシ2−エチルヘキサノエート0.05部を100
℃で1時間反応させる。さらにメタクリロキシプ
ロピルシロキサン30部、ネオペンチルグリコール
ジアクリレート0.6部、1,1−ビス(t−ブチ
ルパーオキシ)3,3,5−トリシクロヘキサン
0.15部を連続滴下しながら4時間、その後更に4
時間反応させた後、減圧にて脱溶剤し、粒径0.2
〜0.5μの軟質ビニル重合体が分散した変性エポキ
シ樹脂(a−3)(エポキシ当量295)を得た。
製造例 4
製造例3において使用したメタクリル酸の量が
1.2部、ブチルアクリレートの量が5.0部、メタク
リロキシプロピルシロキサンの量が55部、ネオペ
ンチルグリコールジアクリレートの量が1.0部で
あること以外は製造例3と同様にして、粒径0.2
〜0.5μの軟質ビニル重合体が分散した変性エポキ
シ樹脂(a−4)(エポキシ当量315)を得た。
比較製造例 1
オルソクレゾールノボラツクエポキシ樹脂(エ
ポキシ当量217)100部、トルエン100部、シラン
カツプリング剤(γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、東レシリコーン社製)5部を75
℃に保ち、付加反応型シリコーンポリマー(東レ
シリコーン社製)30部を加え激しく攪拌し2時間
反応させた。その後130℃において減圧にて脱溶
剤し、粒径1〜5μのシリコーンゴムが分散した
変性エポキシ樹脂(a−5)(エポキシ当量295)
を得た。
実施例 1〜7
第1表に示す配合で、変性エポキシ樹脂、ビス
マレイミド化合物、フエノールアラルキル樹脂、
レゾルシンアラルキル樹脂、硬化促進剤、有機過
酸化物、4級アンモニウム塩、シリカ粉末、シラ
ンカツプリング剤、ワツクス、着色剤、難燃剤を
配合し、ロール混練して成形材料を得た。
比較例 1〜5
第1表に示す配合で、実施例と違う組合せの変
性エポキシ樹脂、ビスマレイミド化合物、フエノ
ール樹脂を実施例と同様に配合、混練して成形材
料を得た。
比較例 6
第1表に示す配合で、エポキシ樹脂、ノボラツ
クフエノール樹脂を実施例と同様に配合、混練し
て成形材料を得た。
各成形材料を用い、トランスフアー成形(180
℃、30Kg/cm2 3分間)により、試験用の100ピ
ンフラツトパツケージ(20mm×30mm×2.5mm、12
mm×12mmの試験用素子搭載)及び物性測定用の試
験片を成形し、180℃で6時間後硬化した。
試験結果を表−2に示す。
(Production of modified epoxy resin) Production example 1 100 parts of orthocresol novolac epoxy resin (epoxy equivalent: 217), 10 parts of toluene, and 1 part of methacrylic acid were mixed at 120 to 125°C in the presence of a tertiary amine for 2 hours.
After reacting for an hour, 5 parts of butyl acrylate, 10 parts of methacryloxypropyl silicone oligomer (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 0.4 parts of azobisisovaleronitrile, and 100 parts of ethyl acetate are reacted at 75°C for 4 hours. Furthermore, 10 parts of vinyl-modified polysiloxane and 10 parts of hydrogen-modified polysiloxane (both KE-1204, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were added as addition reaction type silicone polymers, and the mixture was stirred vigorously and reacted for 2 hours. Thereafter, the mixture was further heated to 130°C. Modified epoxy resin (a-1) in which silicone rubber with a particle size of 0.2 to 0.5μ is dispersed by removing the solvent under reduced pressure.
(epoxy equivalent: 295) was obtained. Production Example 2 The amount of methacrylic acid used in Production Example 1 was
Modified epoxy in which silicone rubber with a particle size of 0.2 to 0.5μ is dispersed was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the amount of vinyl-modified polysiloxane and the amount of hydrogen-modified polysiloxane were 30 parts each. Resin (a-2) (epoxy equivalent
320). Production Example 3 100 parts of orthocresol novolac epoxy resin (epoxy equivalent: 217), 10 parts of toluene, and 1 part of methacrylic acid were mixed at 120 to 125°C in the presence of a tertiary amine.
After reacting for an hour, 3.6 parts of butyl acrylate,
100 parts of glycidyl methacrylate, 0.05 parts of t-butyl peroxy 2-ethylhexanoate
Incubate at ℃ for 1 hour. Additionally, 30 parts of methacryloxypropylsiloxane, 0.6 parts of neopentyl glycol diacrylate, 1,1-bis(t-butylperoxy)3,3,5-tricyclohexane
Continuously drop 0.15 parts for 4 hours, then for an additional 4 hours.
After reacting for an hour, the solvent was removed under reduced pressure and the particle size was 0.2.
A modified epoxy resin (a-3) (epoxy equivalent: 295) in which a soft vinyl polymer of ~0.5μ was dispersed was obtained. Production Example 4 The amount of methacrylic acid used in Production Example 3 was
1.2 parts, the amount of butyl acrylate was 5.0 parts, the amount of methacryloxypropylsiloxane was 55 parts, and the amount of neopentyl glycol diacrylate was 1.0 parts, except that the particle size was 0.2 parts.
A modified epoxy resin (a-4) (epoxy equivalent: 315) in which a soft vinyl polymer of ~0.5μ was dispersed was obtained. Comparative Production Example 1 100 parts of orthocresol novolac epoxy resin (epoxy equivalent: 217), 100 parts of toluene, and 5 parts of a silane coupling agent (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, manufactured by Toray Silicone Co., Ltd.) were added to 75%
While maintaining the temperature at 0.degree. C., 30 parts of an addition reaction type silicone polymer (manufactured by Toray Silicone Co., Ltd.) was added, stirred vigorously, and reacted for 2 hours. Thereafter, the solvent was removed under reduced pressure at 130°C, and modified epoxy resin (a-5) in which silicone rubber with a particle size of 1 to 5μ was dispersed (epoxy equivalent: 295)
I got it. Examples 1 to 7 Modified epoxy resin, bismaleimide compound, phenol aralkyl resin,
A resorcinol aralkyl resin, a curing accelerator, an organic peroxide, a quaternary ammonium salt, a silica powder, a silane coupling agent, a wax, a coloring agent, and a flame retardant were blended and kneaded with rolls to obtain a molding material. Comparative Examples 1 to 5 Molding materials were obtained by blending and kneading different combinations of modified epoxy resin, bismaleimide compound, and phenol resin from those in the examples in the same manner as in the examples, using the formulations shown in Table 1. Comparative Example 6 A molding material was obtained by blending and kneading an epoxy resin and a novolac phenol resin in the same manner as in the example, according to the formulation shown in Table 1. Using each molding material, transfer molding (180
℃, 30Kg/ cm2 for 3 minutes) to test a 100-pin flat package (20mm x 30mm x 2.5mm, 12
mm x 12 mm test elements) and test pieces for measuring physical properties were molded and cured at 180°C for 6 hours. The test results are shown in Table-2.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
実施例及び比較例にて説明した如く、本発明に
従うと、従来主として用いられて来た多官能エポ
キシ樹脂、ノボラツクフエノール樹脂を主成分と
した封止樹脂に比較してガラス転位温度が高く、
低熱膨張である。又、本発明の組合せ以外のビス
マレイミド化合物とフエノール樹脂を主成分とし
た封止樹脂に比較して吸水率が小さく、可撓性に
富み、低応力化されており、さらに12mm角の半田
耐熱性は本発明の実施例のみすぐれている。
この樹脂組成物を集積度の高い大型の半導体装
置、あるいは表面実装用半導体装置の封止に用い
た場合、優れた信頼性を得ることが出来、工業的
に有益な発明であるといえる。
As explained in the Examples and Comparative Examples, according to the present invention, the glass transition temperature is higher than that of the sealing resins mainly composed of polyfunctional epoxy resins and novolac phenol resins that have been mainly used in the past.
It has low thermal expansion. In addition, compared to sealing resins whose main components are bismaleimide compounds and phenolic resins other than the combination of the present invention, they have lower water absorption, greater flexibility, and lower stress. Only the examples of the present invention have excellent properties. When this resin composition is used for sealing a large-sized semiconductor device with a high degree of integration or a semiconductor device for surface mounting, excellent reliability can be obtained, and it can be said that this invention is industrially useful.
Claims (1)
フト重合体中にシリコーンポリマーが1.0μ以下
の粒子径で均一に分散された変性エポキシ樹
脂、 (b) ビスマレイミド化合物 (c) フエノールアラルキル樹脂およびまたはレゾ
ルシンアラルキル樹脂、 (d) 無機充填剤、 を主成分とすることを特徴とする半導体封止用樹
脂組成物。 2 シリコーンポリマーが付加反応型のシリコー
ンポリマーが反応してなるシリコーンゴムおよび
またはビニル変性シリコーン重合体を主体とする
軟質ビニル重合体である請求項1記載の半導体封
止用樹脂組成物。[Scope of Claims] 1 (a) A modified epoxy resin in which a silicone polymer is uniformly dispersed in a graft polymer of an epoxy resin and a vinyl polymer with a particle size of 1.0 μ or less, (b) a bismaleimide compound (c) A resin composition for semiconductor encapsulation, characterized in that the main components thereof are a phenol aralkyl resin and/or a resorcin aralkyl resin, and (d) an inorganic filler. 2. The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the silicone polymer is a silicone rubber obtained by reaction of an addition reaction type silicone polymer and/or a soft vinyl polymer mainly composed of a vinyl-modified silicone polymer.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP19071088A JPH0241353A (en) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | Resin composition for semiconductor encapsulation |
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JPH0241353A JPH0241353A (en) | 1990-02-09 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1988
- 1988-08-01 JP JP19071088A patent/JPH0241353A/en active Granted
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