JP2001106878A - 封止用樹脂組成物および半導体封止装置 - Google Patents

封止用樹脂組成物および半導体封止装置

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JP2001106878A
JP2001106878A JP28918899A JP28918899A JP2001106878A JP 2001106878 A JP2001106878 A JP 2001106878A JP 28918899 A JP28918899 A JP 28918899A JP 28918899 A JP28918899 A JP 28918899A JP 2001106878 A JP2001106878 A JP 2001106878A
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resin
sealing
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epoxy resin
composition
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JP28918899A
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English (en)
Inventor
Osamu Matsuda
理 松田
Yukio Yada
諭希雄 矢田
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Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱硬化性に優れかつ保存安定性にも優れ、充
填性や作業性がよく、かつ成形に適した封止用樹脂組成
物および半導体封止装置を提供する。 【解決手段】(A)エポキシ樹脂、(B)ノボラック型
フェノール樹脂、(C)トリメチルシクロヘキシルアミ
ンのトリメリット酸塩などトリメチルシクロヘキシルア
ンモニウム塩および(D)無機質充填剤を必須成分と
し、樹脂組成物に対して、前記(C)トリメチルシクロ
ヘキシルアンモニウム塩を0.01〜5.0重量%、ま
た前記(D)の無機質充填剤を25〜95重量%の割合
で含有してなる封止用樹脂組成物であり、また、該組成
物によって半導体チップが封止された半導体封止装置で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等の電子部
品の封止用樹脂組成物に関する。更に詳しくは熱硬化性
に優れ、保存安定性にも優れたエポキシ樹脂組成物およ
び半導体封止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体および電子部品は、それを外部環
境から保護するためにセラミックパッケージまたは樹脂
パッケージなどで封止されているが、この封止材料につ
いてはコスト、生産性等の面から無機質充填剤を含有さ
せた合成樹脂組成物によるものが普及している。
【0003】この合成樹脂組成物は、エポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂とシリカ等の無機質充填剤とから構成され
ているが、これらの組成物は熱硬化性に優れ、かつ保存
安定性にも優れており、しかも低コストのものが望まし
い。
【0004】しかしながら、主剤にエポキシ樹脂を用
い、硬化剤としてフェノール樹脂やアミン系または酸無
水物硬系化剤等を用いた樹脂組成物は、熱硬化性に優れ
ている反面、保存安定性が悪く、低温での保管が必要で
あったり、また液状の樹脂組成物では主剤と硬化剤とを
分ける必要があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解消するためになされたもので、熱硬化性に優れかつ
保存安定性にも優れ、充填性や作業性がよく、かつ成形
に適した封止用樹脂組成物および半導体封止装置を提供
しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、樹脂組成物に
トリメチルシクロヘキシルアンモニウム塩を配合するこ
とによって、上記目的が達成されることを見いだし、本
発明を完成したものである。
【0007】即ち、本発明は、(A)エポキシ樹脂、
(B)ノボラック型フェノール樹脂、(C)トリメチル
シクロヘキシルアンモニウム塩および(D)無機質充填
剤を必須成分とし、樹脂組成物に対して、前記(C)ト
リメチルシクロヘキシルアンモニウム塩を0.01〜
5.0重量%、また前記(D)無機質充填剤を25〜9
5重量%の割合で含有してなることを特徴とする封止用
樹脂組成物である。またこの封止用樹脂組成物の硬化物
によって、半導体チップを封止してなることを特徴とす
る半導体封止装置である。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】本発明に用いる(A)エポキシ樹脂として
は、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリ
シジルエステル型エポキシ樹脂、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、臭素化ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂、各種ノボラック型エポキシ樹脂、脂環型エポキ
シ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェ
ニル型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのエポキシ樹
脂は、単独もしくは2種以上混合して用いることができ
る。
【0010】本発明に用いる(B)ノボラック型フェノ
ール樹脂としては、フェノール、アルキルフェノール等
のフェノール類とホルムアルデヒド、パラホルムアルデ
ヒド等のアルデヒド類とを反応させて得られるノボラッ
ク型フェノール樹脂およびこれらの変性樹脂、例えばエ
ポキシ化もしくはブチル化ノボラック型フェノール樹脂
等が挙げられ、これらの樹脂は、単独もしくは2種以上
混合して用いる。ノボラック型フェノール樹脂の配合割
合は、前述したエポキシ樹脂のエポキシ基(a)とノボ
ラック型フェノール樹脂のフェノール性水酸基(b)と
の当量比[(a)/(b)]が0.1〜10の範囲内で
あることが望ましい。当量比が0.1未満もしくは10
を超えると、耐熱性、耐湿性、成形作業性および硬化物
の電気特性が悪くなり、いずれの場合も好ましくない。
従って上記の範囲内に限定するのが良い。
【0011】本発明に用いる(C)トリメチルシクロヘ
キシルアンモニウム塩としては、次の構造式に示される
ものであり、トリメチルシクロヘキシルアミンのトリメ
リット酸、コハク酸等有機酸塩が使用されていれば、そ
の有機酸の種類は限定されるものではない。
【0012】
【化1】 トリメチルシクロヘキシルアンモニウム塩の配合割合
は、全体の樹脂組成物に対して0.01〜5.0重量%
含有することが望ましい。この割合が0.01重量%未
満では、熱硬化性が十分でなく、また、5.0重量%を
超えると、電気的特性が低下するので、いずれも好まし
くない本発明に用いる(D)無機質充填剤としては、ク
レー、マイカ、石英粉末、シリカ、軽石粉末、炭酸カル
シウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、ガラス繊維、アルミ
ナ粉末等が挙げられ、これらは単独又は2種以上混合し
て使用することができる。これらの中でも特にシリカ粉
末やアルミナ粉末が好ましく、よく使用される。無機質
充填剤の配合割合は、全体の樹脂組成物に対して25〜
95重量%の割合で含有することが望ましい。その割合
が25重量%未満では、耐熱性、耐湿性、半田耐熱性、
機械的特性および成形性が悪くなり、また、95重量%
を超えるとカサバリが大きくなり、成形性に劣り実用に
適さない。
【0013】本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹
脂、ノボラック型フェノール樹脂、トリメチルシクロヘ
キシルアンモニウム塩および無機質充填剤を必須成分と
するが、本発明の目的に反しない限度において、また必
要に応じて、粘度調整用の溶剤、カップリング剤その他
の添加剤を適宜、添加配合することができる。その溶剤
としては、非極性炭化水素溶剤、エーテル系溶剤、アセ
タール系溶剤、エステル系溶剤、セロソルブアセテート
系溶剤、カルビトールアセテート系溶剤等が挙げられ、
これらは単独又は2種以上混合して使用することができ
る。
【0014】本発明の封止用樹脂組成物を成形材料とし
て調製する場合の一般的な方法としては、エポキシ樹
脂、ノボラック型フェノール樹脂、トリメチルシクロヘ
キシルアンモニウム塩、無機質充填剤およびその他の成
分を配合し、ミキサー等によって十分均一に混合した
後、さらに熱ロールによる溶融混合処理又はニーダ等に
よる混合処理を行い、次いで冷却固化させ、適当な大き
さに粉砕して成形材料とすることができる。こうして得
られた成形材料は、半導体装置をはじめとする電子部品
あるいは電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用すれば、
優れた特性と信頼性を付与させることができる。
【0015】本発明の半導体封止装置は、上記のように
して得られた封止用樹脂を用いて、半導体チップを封止
することにより容易に製造することができる。封止の最
も一般的な方法としては、低圧トランスファー成形法が
あるが、射出成形、圧縮成形、注型等による封止も可能
である。封止用樹脂組成物を封止の際に加熱して硬化さ
せ、最終的にはこの組成物の硬化物によって封止された
半導体封止装置が得られる。加熱による硬化は、150
℃以上に加熱して硬化させることが望ましい。封止を行
う半導体装置としては、例えば集積回路、大規模集積回
路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等で特に限
定されるものではない。
【0016】
【作用】本発明の封止用樹脂組成物および半導体封止装
置は、樹脂成分としてトリメチルシクロヘキシルアンモ
ニウム塩を用いたことによって、目的とする特性が得ら
れるものである。即ち、熱硬化性に優れかつ保存安定性
にも優れ、充填性や作業性が良い、半導体等の電子部品
を成形することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】次に本発明を実施例によって説明
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。
【0018】実施例1 クレゾールノボラックエポキシ樹脂(樹脂A)、ノボラ
ック型フェノール樹脂(樹脂B)、トリメチルシクロヘ
キシルアミンのトリメリット酸塩(C)および平均粒子
径が25μmの溶融シリカ粉末(充填剤D)を表1に示
す割合で配合し、ロールミルにて混練してこれを冷却粉
砕してエポキシ樹脂組成物1,2を製造した。
【0019】比較例1 同様に、クレゾールノボラックエポキシ樹脂(樹脂
A)、ノボラック型フェノール樹脂(樹脂B)、有機リ
ン系触媒(E)および平均粒子径が25μmの溶融シリ
カ粉末(充填剤D)を表1に示す割合で配合し、ロール
ミルにて混練してこれを冷却粉砕してエポキシ樹脂組成
物3,4を製造した。
【0020】比較例2 同様に、クレゾールノボラックエポキシ樹脂(樹脂
A)、ノボラック型フェノール樹脂(樹脂B)、イミダ
ゾール系触媒(F)および平均粒子径が25μmの溶融
シリカ粉末(充填剤D)を表1に示す割合で配合し、ロ
ールミルにて混練してこれを冷却粉砕してエポキシ樹脂
組成物5,6を製造した。
【0021】実施例1および比較例1、2で得たエポキ
シ樹脂組成物の硬化性および保存安定性をみるために、
硬化式フロー粘度およびゲルタイムを測定した。
【0022】その結果を表1に示したが、実施例1の樹
脂組成物1,2は、比較例1〜2の樹脂組成物3,4〜
樹脂組成物5,6より熱硬化性および保存安定性に優
れ、かつフィラーを高充填しても樹脂組成物粘度が低
く、成形性および作業性に優れていることが確認され
た。
【0023】
【表1】 *1:島津フローテスターCFT−500形により17
5℃、荷重10kgの条件で測定した。
【0024】*2:175℃,熱板上で測定した。
【0025】*3:25℃で保管し、粘度倍増までの日
数により評価した。
【0026】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明の封止用樹脂組成物は熱硬化性に優れ、かつ
保存安定性にも優れ、充填性や作業性が良いため、この
樹脂組成物を電子部品の封止に使用することにより、半
導体封止装置の成形作業性、性能の両面で改善をはかる
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/29 H01L 23/30 R 23/31 Fターム(参考) 4J002 CC03X CD00W CD02W CD03W CD05W CD06W CD08W DE107 DE147 DE237 DG047 DJ017 DJ037 DJ047 DL007 EN136 FA047 FD017 FD156 GQ05 4J036 AA01 AB07 AD01 AD07 AD08 AD09 AF01 AF06 AG00 FA01 FA03 FA04 FA05 FA06 FB08 GA02 JA07 KA05 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EA03 EA04 EA06 EB03 EB06 EB12 EB13 EB18 EC14 EC20

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)ノボラック
    型フェノール樹脂、(C)トリメチルシクロヘキシルア
    ンモニウム塩および(D)無機質充填剤を必須成分と
    し、樹脂組成物に対して、前記(C)トリメチルシクロ
    ヘキシルアンモニウム塩を0.01〜5.0重量%、ま
    た前記(D)無機質充填剤を25〜95重量%の割合で
    含有してなることを特徴とする封止用樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 (A)エポキシ樹脂、(B)ノボラック
    型フェノール樹脂、(C)トリメチルシクロヘキシルア
    ンモニウム塩および(D)無機質充填剤を必須成分と
    し、樹脂組成物に対して、前記(C)のトリメチルシク
    ロヘキシルアンモニウム塩を0.01〜5.0重量%、
    また前記(D)の無機質充填剤を25〜95重量%の割
    合で含有した封止用樹脂組成物によって、半導体チップ
    を封止してなることを特徴とする半導体封止装置。
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