JP2003246845A - 半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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- JP2003246845A JP2003246845A JP2002048783A JP2002048783A JP2003246845A JP 2003246845 A JP2003246845 A JP 2003246845A JP 2002048783 A JP2002048783 A JP 2002048783A JP 2002048783 A JP2002048783 A JP 2002048783A JP 2003246845 A JP2003246845 A JP 2003246845A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板の反りの発生を低減できると共に硬化物
の樹脂クラックの発生を低減することができる半導体封
止用液状エポキシ樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無
機フィラー、低弾性率化剤を必須成分とする半導体封止
用液状エポキシ樹脂組成物に関する。硬化物の曲げ弾性
率が０．５〜３ＧＰａの範囲になり、且つ硬化物の曲げ
強度が５０〜２００ＭＰａの範囲になるように設定す
る。エポキシ樹脂組成物の硬化物を低応力化しながら強
度を確保することができる。
の樹脂クラックの発生を低減することができる半導体封
止用液状エポキシ樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無
機フィラー、低弾性率化剤を必須成分とする半導体封止
用液状エポキシ樹脂組成物に関する。硬化物の曲げ弾性
率が０．５〜３ＧＰａの範囲になり、且つ硬化物の曲げ
強度が５０〜２００ＭＰａの範囲になるように設定す
る。エポキシ樹脂組成物の硬化物を低応力化しながら強
度を確保することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を封止
するために用いられる液状のエポキシ樹脂組成物及びこ
のエポキシ樹脂組成物を用いて封止した半導体装置に関
するものである。
するために用いられる液状のエポキシ樹脂組成物及びこ
のエポキシ樹脂組成物を用いて封止した半導体装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置は、基板の表面にＩＣ等の半
導体素子を搭載して実装し、基板の表面においてこの半
導体素子を液状エポキシ樹脂組成物で封止成形すること
によって製造することができる。
導体素子を搭載して実装し、基板の表面においてこの半
導体素子を液状エポキシ樹脂組成物で封止成形すること
によって製造することができる。
【０００３】このように基板の表面にエポキシ樹脂で封
止をして製造される半導体装置にあって、エポキシ樹脂
組成物に低弾性率化剤を配合し、硬化物の曲げ弾性率を
大幅に低下させることが行なわれている。このようにエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率を低下させて低
応力化することによって、セラミック基板のように基板
の機械的強度が高い場合、エポキシ樹脂組成物が硬化収
縮する際の応力で基板に反りが発生することを防止する
ことができるものである。
止をして製造される半導体装置にあって、エポキシ樹脂
組成物に低弾性率化剤を配合し、硬化物の曲げ弾性率を
大幅に低下させることが行なわれている。このようにエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率を低下させて低
応力化することによって、セラミック基板のように基板
の機械的強度が高い場合、エポキシ樹脂組成物が硬化収
縮する際の応力で基板に反りが発生することを防止する
ことができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
エポキシ樹脂組成物に低弾性率化剤を配合して硬化物の
曲げ弾性率を低下させる場合、硬化物の曲げ強度も同様
に低下するのが一般的である。このため、基板として有
機基板を用いる場合や、有機基板とセラミック基板の複
合基板を用いて有機基板とセラミック基板の両方に跨る
ように封止をしたりする場合、有機基板は熱収縮が大き
く発生するので、基板が熱収縮する際にエポキシ樹脂組
成物の硬化物に作用する応力で、曲げ強度が低くなって
いる硬化物に樹脂クラックが発生し易くなるものであ
り、有機基板や、有機基板とセラミック基板の複合基板
に封止を行なう場合には適用することができないもので
あった。
エポキシ樹脂組成物に低弾性率化剤を配合して硬化物の
曲げ弾性率を低下させる場合、硬化物の曲げ強度も同様
に低下するのが一般的である。このため、基板として有
機基板を用いる場合や、有機基板とセラミック基板の複
合基板を用いて有機基板とセラミック基板の両方に跨る
ように封止をしたりする場合、有機基板は熱収縮が大き
く発生するので、基板が熱収縮する際にエポキシ樹脂組
成物の硬化物に作用する応力で、曲げ強度が低くなって
いる硬化物に樹脂クラックが発生し易くなるものであ
り、有機基板や、有機基板とセラミック基板の複合基板
に封止を行なう場合には適用することができないもので
あった。
【０００５】図１は、ベースの金属板１の上に有機基板
２とセラミック基板３を側端面同士を付き合わせた状態
で積層一体化して細長い形態に形成される複合基板４を
示すものである。このものにあって、ＩＣなどの複数の
半導体素子５が放熱性の良好なセラミック基板３の上に
おいて、セラミック基板３と有機基板２の境界に沿った
配置で搭載してある。そして各半導体素子５をワイヤボ
ンディン６でセラミック基板３や有機基板２に電気的に
接続した後、各半導体素子５及びワイヤボンディング６
の上からエポキシ樹脂組成物を滴下して硬化させること
によって、この硬化物７で封止するようにしてある。こ
のものでは、図１に示されるように、有機基板２とセラ
ミック基板３の各表面に跨って、有機基板２とセラミッ
ク基板３の境界に沿って長細いエリアで硬化物７による
封止が行なわれる。このような複合基板４では、硬化物
７の硬化収縮や有機基板２の熱収縮によって、有機基板
２とセラミック基板３の間で、有機基板２が内周側にな
るような反り変形が発生し易く、特に有機基板２とセラ
ミック基板３の境界に沿ってＬ＝８０ｍｍ以上の長さに
樹脂封止をする際、複合基板４の反りの低減と樹脂クラ
ックの防止を両立することは困難であった。
２とセラミック基板３を側端面同士を付き合わせた状態
で積層一体化して細長い形態に形成される複合基板４を
示すものである。このものにあって、ＩＣなどの複数の
半導体素子５が放熱性の良好なセラミック基板３の上に
おいて、セラミック基板３と有機基板２の境界に沿った
配置で搭載してある。そして各半導体素子５をワイヤボ
ンディン６でセラミック基板３や有機基板２に電気的に
接続した後、各半導体素子５及びワイヤボンディング６
の上からエポキシ樹脂組成物を滴下して硬化させること
によって、この硬化物７で封止するようにしてある。こ
のものでは、図１に示されるように、有機基板２とセラ
ミック基板３の各表面に跨って、有機基板２とセラミッ
ク基板３の境界に沿って長細いエリアで硬化物７による
封止が行なわれる。このような複合基板４では、硬化物
７の硬化収縮や有機基板２の熱収縮によって、有機基板
２とセラミック基板３の間で、有機基板２が内周側にな
るような反り変形が発生し易く、特に有機基板２とセラ
ミック基板３の境界に沿ってＬ＝８０ｍｍ以上の長さに
樹脂封止をする際、複合基板４の反りの低減と樹脂クラ
ックの防止を両立することは困難であった。
【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、基板の反りの発生を低減できると共に硬化物の樹
脂クラックの発生を低減することができる半導体封止用
液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置を提供すること
を目的とするものである。
あり、基板の反りの発生を低減できると共に硬化物の樹
脂クラックの発生を低減することができる半導体封止用
液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置を提供すること
を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹
脂、硬化剤、硬化促進剤、無機フィラー、低弾性率化剤
を必須成分とするものであって、硬化物の曲げ弾性率が
０．５〜３ＧＰａであり、且つ硬化物の曲げ強度が５０
〜２００ＭＰａであることを特徴とするものである。
半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹
脂、硬化剤、硬化促進剤、無機フィラー、低弾性率化剤
を必須成分とするものであって、硬化物の曲げ弾性率が
０．５〜３ＧＰａであり、且つ硬化物の曲げ強度が５０
〜２００ＭＰａであることを特徴とするものである。
【０００８】また請求項２の発明は、請求項１におい
て、硬化物のガラス転移温度が３０〜１００℃であるこ
とを特徴とするものである。
て、硬化物のガラス転移温度が３０〜１００℃であるこ
とを特徴とするものである。
【０００９】また請求項３の発明は、請求項１又は２に
おいて、硬化剤として酸無水物系硬化剤を用い、低弾性
率化剤として式１の化学構造式のものを用いると共にエ
ポキシ樹脂１００質量部に対して５０〜１００質量部を
配合して成ることを特徴とするものである。
おいて、硬化剤として酸無水物系硬化剤を用い、低弾性
率化剤として式１の化学構造式のものを用いると共にエ
ポキシ樹脂１００質量部に対して５０〜１００質量部を
配合して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
【化３】
【００１１】また請求項４の発明は、請求項１乃至３の
いずれかにおいて、エポキシ樹脂の一部として式２の化
学構造式のものを用い、式２の化学構造式のエポキシ樹
脂を全エポキシ樹脂の６０〜９０質量％配合して成るこ
とを特徴とするものである。
いずれかにおいて、エポキシ樹脂の一部として式２の化
学構造式のものを用い、式２の化学構造式のエポキシ樹
脂を全エポキシ樹脂の６０〜９０質量％配合して成るこ
とを特徴とするものである。
【００１２】
【化４】
【００１３】本発明の請求項５に係る半導体装置は、基
板の表面に搭載された半導体素子を上記の請求項１乃至
４のいずれかに記載の半導体封止用液状エポキシ樹脂組
成物で封止成形して成ることを特徴とするものである。
板の表面に搭載された半導体素子を上記の請求項１乃至
４のいずれかに記載の半導体封止用液状エポキシ樹脂組
成物で封止成形して成ることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００１５】本発明において、エポキシ樹脂としては、
封止成形用に従来から用いられている任意のものを使用
することができるものであり、例えばビフェニル型エポ
キシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル
ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂など
を挙げることができる。
封止成形用に従来から用いられている任意のものを使用
することができるものであり、例えばビフェニル型エポ
キシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル
ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂など
を挙げることができる。
【００１６】そして本発明ではこれらのエポキシ樹脂の
なかでも、上記の式２の化学構造式を有するビスフェノ
ール型エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。この式２の
化学構造式のエポキシ樹脂を用いることによって、エポ
キシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率を０．５〜３ＧＰ
ａの範囲に調整し、且つ硬化物の曲げ強度を５０〜２０
０ＭＰａの範囲に調整することが容易になり、また硬化
物のガラス転移温度を３０〜１００℃の範囲に調整する
ことが容易になるものである。さらにエポキシ樹脂組成
物の粘度やチクソトロピー指数で示される液体性状や粘
度安定性が向上し、封止作業性が向上するものである。
ここで、式２の化学構造式のエポキシ樹脂は、エポキシ
樹脂組成物の全エポキシ樹脂の６０〜９０質量％を占め
る範囲で配合するのが好ましい。式２の化学構造式のエ
ポキシ樹脂の量が６０質量％未満や９０質量％を超える
と、エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ強度を高く確保
することが困難になり、硬化物にクラックが発生し易く
なる。
なかでも、上記の式２の化学構造式を有するビスフェノ
ール型エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。この式２の
化学構造式のエポキシ樹脂を用いることによって、エポ
キシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率を０．５〜３ＧＰ
ａの範囲に調整し、且つ硬化物の曲げ強度を５０〜２０
０ＭＰａの範囲に調整することが容易になり、また硬化
物のガラス転移温度を３０〜１００℃の範囲に調整する
ことが容易になるものである。さらにエポキシ樹脂組成
物の粘度やチクソトロピー指数で示される液体性状や粘
度安定性が向上し、封止作業性が向上するものである。
ここで、式２の化学構造式のエポキシ樹脂は、エポキシ
樹脂組成物の全エポキシ樹脂の６０〜９０質量％を占め
る範囲で配合するのが好ましい。式２の化学構造式のエ
ポキシ樹脂の量が６０質量％未満や９０質量％を超える
と、エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ強度を高く確保
することが困難になり、硬化物にクラックが発生し易く
なる。
【００１７】また本発明において硬化剤としては、封止
成形用エポキシ樹脂の硬化剤として従来から用いられる
任意のものを使用することができるが、なかでも酸無水
物系硬化剤を用いるのが好ましい。酸無水物系硬化剤を
用いることによって、エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲
げ弾性率、曲げ強度、ガラス転移温度を上記の範囲に調
整することが容易になるものである。酸無水物系硬化剤
としては、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、４−メチ
ルヘキサヒドロフタル酸などの無水物を用いることがで
きるものであり、酸無水物系硬化剤の配合量はエポキシ
樹脂１００質量部に対して５０〜１００質量部の範囲が
好ましい。
成形用エポキシ樹脂の硬化剤として従来から用いられる
任意のものを使用することができるが、なかでも酸無水
物系硬化剤を用いるのが好ましい。酸無水物系硬化剤を
用いることによって、エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲
げ弾性率、曲げ強度、ガラス転移温度を上記の範囲に調
整することが容易になるものである。酸無水物系硬化剤
としては、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、４−メチ
ルヘキサヒドロフタル酸などの無水物を用いることがで
きるものであり、酸無水物系硬化剤の配合量はエポキシ
樹脂１００質量部に対して５０〜１００質量部の範囲が
好ましい。
【００１８】また本発明において硬化促進剤としては、
封止成形用エポキシ樹脂の硬化促進剤として従来から用
いられる任意のものを使用することができるものであ
り、例えば２−メチルイミダゾール、２−メチル−４−
エチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール等
のイミダゾール類、トリエタノールアミン、トリエチレ
ンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン等のアミン類、トリ
ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリトリ
ルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホ
スホニウムテトラフェニルボレート、トリエチルアンモ
ニウムテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロ
ン類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセ
ン−７及びその誘導体などを挙げることができる。硬化
促進剤の配合量は、エポキシ樹脂に対して０．２〜６ｐ
ｈｒの範囲が好ましい。
封止成形用エポキシ樹脂の硬化促進剤として従来から用
いられる任意のものを使用することができるものであ
り、例えば２−メチルイミダゾール、２−メチル−４−
エチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール等
のイミダゾール類、トリエタノールアミン、トリエチレ
ンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン等のアミン類、トリ
ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリトリ
ルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホ
スホニウムテトラフェニルボレート、トリエチルアンモ
ニウムテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロ
ン類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセ
ン−７及びその誘導体などを挙げることができる。硬化
促進剤の配合量は、エポキシ樹脂に対して０．２〜６ｐ
ｈｒの範囲が好ましい。
【００１９】また、本発明において無機フィラーとして
は、シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウムの
粉末など、封止成形無機フィライーとして従来から用い
られる任意のものを使用することができるものである。
無機フィラーの配合量はエポキシ樹脂組成物全量の４０
〜７０質量％の範囲に設定するのが好ましい。
は、シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウムの
粉末など、封止成形無機フィライーとして従来から用い
られる任意のものを使用することができるものである。
無機フィラーの配合量はエポキシ樹脂組成物全量の４０
〜７０質量％の範囲に設定するのが好ましい。
【００２０】そして本発明ではエポキシ樹脂組成物にさ
らに低弾性率化剤を配合することによって、エポキシ樹
脂組成物の硬化物の弾性率を低下させて低応力化するよ
うにするものであり、この低弾性率化剤としては上記式
１の化学構造式を有するものが好ましい。低弾性率化剤
として式１の化学構造式のものを用いることによって、
エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率、曲げ強度、
ガラス転移温度を上記の範囲に調整することが容易にな
るものであり、曲げ弾性率を大幅に低下させながら、一
定強度以上の曲げ強度を確保することが容易になるもの
である。さらにエポキシ樹脂組成物の粘度やチクソトロ
ピー指数で示される液体性状や粘度安定性が向上し、封
止作業性が向上するものである。この低弾性率化剤の配
合量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して５０〜１０
０質量部の範囲に設定するのが好ましい。式１の低弾性
率化剤の配合量が５０質量部未満であると、エポキシ樹
脂組成物の硬化剤の曲げ弾性率を低くして低応力化する
ことが困難になる。逆に低弾性率化剤の配合量が１００
質量部を超えると、硬化物の強度が低下してクラックが
発生し易くなる。
らに低弾性率化剤を配合することによって、エポキシ樹
脂組成物の硬化物の弾性率を低下させて低応力化するよ
うにするものであり、この低弾性率化剤としては上記式
１の化学構造式を有するものが好ましい。低弾性率化剤
として式１の化学構造式のものを用いることによって、
エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率、曲げ強度、
ガラス転移温度を上記の範囲に調整することが容易にな
るものであり、曲げ弾性率を大幅に低下させながら、一
定強度以上の曲げ強度を確保することが容易になるもの
である。さらにエポキシ樹脂組成物の粘度やチクソトロ
ピー指数で示される液体性状や粘度安定性が向上し、封
止作業性が向上するものである。この低弾性率化剤の配
合量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して５０〜１０
０質量部の範囲に設定するのが好ましい。式１の低弾性
率化剤の配合量が５０質量部未満であると、エポキシ樹
脂組成物の硬化剤の曲げ弾性率を低くして低応力化する
ことが困難になる。逆に低弾性率化剤の配合量が１００
質量部を超えると、硬化物の強度が低下してクラックが
発生し易くなる。
【００２１】上記のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進
剤、無機フィラー、低弾性率化剤を必須成分とし、さら
に必要に応じて顔料などの各種の成分を配合して均一に
混合することによって、常温（２５℃）で液状のエポキ
シ樹脂組成物を調製することができるものである。
剤、無機フィラー、低弾性率化剤を必須成分とし、さら
に必要に応じて顔料などの各種の成分を配合して均一に
混合することによって、常温（２５℃）で液状のエポキ
シ樹脂組成物を調製することができるものである。
【００２２】そして、基板の表面に搭載して実装したＩ
Ｃなどの半導体素子の上に本発明に係る液状エポキシ樹
脂組成物を滴下等して、基板の表面において半導体素子
をエポキシ樹脂組成物で覆い、エポキシ樹脂組成物を硬
化させることによって、半導体素子をエポキシ樹脂組成
物の硬化物で封止した半導体装置を得ることができるも
のである。
Ｃなどの半導体素子の上に本発明に係る液状エポキシ樹
脂組成物を滴下等して、基板の表面において半導体素子
をエポキシ樹脂組成物で覆い、エポキシ樹脂組成物を硬
化させることによって、半導体素子をエポキシ樹脂組成
物の硬化物で封止した半導体装置を得ることができるも
のである。
【００２３】ここで本発明では、エポキシ樹脂組成物の
上記の配合成分を調整することによって、このように封
止成形したエポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率が
０．５〜３ＧＰａで、且つ曲げ強度が５０〜２００ＭＰ
ａの範囲になるようにした点に特徴を有するものである
（尚、本発明において硬化物の曲げ弾性率や曲げ強度は
２５℃で測定したときの値である）。硬化物の曲げ弾性
率が０．５〜３ＧＰａの範囲になるようにすることによ
って、エポキシ樹脂組成物の硬化収縮時の応力によって
基板に反り変形が発生することを防止することができる
ものであり、硬化物の曲げ弾性率は２．０ＧＰａ程度が
最も好ましい。すなわち、硬化物の曲げ弾性率が３ＧＰ
ａを超えると、硬化物の低応力化が不十分であり、エポ
キシ樹脂組成物の硬化収縮時の応力によって基板に反り
変形が発生するおそれがある。また、硬化物の曲げ強度
が５０〜２００ＭＰａの範囲になるようにすることによ
って、硬化物の強度を保持することができ、基板や硬化
物が熱収縮など寸法変化する際に硬化物に作用する応力
で、硬化物に樹脂クラックが発生するこをと防ぐことが
できるものである。すなわち、硬化物の曲げ強度が５０
ＭＰａ未満であると、硬化物の強度が不十分であり、温
度サイクル試験において特に低温領域での熱収縮に対し
て硬化物に樹脂クラックが発生するおそれがある。
上記の配合成分を調整することによって、このように封
止成形したエポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率が
０．５〜３ＧＰａで、且つ曲げ強度が５０〜２００ＭＰ
ａの範囲になるようにした点に特徴を有するものである
（尚、本発明において硬化物の曲げ弾性率や曲げ強度は
２５℃で測定したときの値である）。硬化物の曲げ弾性
率が０．５〜３ＧＰａの範囲になるようにすることによ
って、エポキシ樹脂組成物の硬化収縮時の応力によって
基板に反り変形が発生することを防止することができる
ものであり、硬化物の曲げ弾性率は２．０ＧＰａ程度が
最も好ましい。すなわち、硬化物の曲げ弾性率が３ＧＰ
ａを超えると、硬化物の低応力化が不十分であり、エポ
キシ樹脂組成物の硬化収縮時の応力によって基板に反り
変形が発生するおそれがある。また、硬化物の曲げ強度
が５０〜２００ＭＰａの範囲になるようにすることによ
って、硬化物の強度を保持することができ、基板や硬化
物が熱収縮など寸法変化する際に硬化物に作用する応力
で、硬化物に樹脂クラックが発生するこをと防ぐことが
できるものである。すなわち、硬化物の曲げ強度が５０
ＭＰａ未満であると、硬化物の強度が不十分であり、温
度サイクル試験において特に低温領域での熱収縮に対し
て硬化物に樹脂クラックが発生するおそれがある。
【００２４】また本発明では、エポキシ樹脂組成物の上
記の配合成分を調整することによって、封止成形したエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が３０〜１
００℃の範囲になるようにするのが好ましい。硬化物の
ガラス転移温度を３０〜１００℃と低い温度領域に設定
することによって、温度サイクル試験において高温度領
域での熱膨張に対して、その高温領域での曲げ弾性率を
大幅に低下させることができ、基板に反りが発生するこ
とを低減することができるものである。
記の配合成分を調整することによって、封止成形したエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が３０〜１
００℃の範囲になるようにするのが好ましい。硬化物の
ガラス転移温度を３０〜１００℃と低い温度領域に設定
することによって、温度サイクル試験において高温度領
域での熱膨張に対して、その高温領域での曲げ弾性率を
大幅に低下させることができ、基板に反りが発生するこ
とを低減することができるものである。
【００２５】エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率
及び曲げ強度を上記の範囲に設定し、さらに硬化物のガ
ラス転移温度を上記の範囲に設定することによって、基
板が有機基板のように熱収縮が大きく発生するもので
も、基板に反りが発生することを防止することができる
と共に硬化物に樹脂クラックが発生することを防止でき
るものである。特に、基板として有機基板とセラミック
基板を接合した図１のような複合基板を用い、有機基板
とセラミック基板の接続部分に半導体素子を搭載して樹
脂封止を行なう際に、有機基板とセラミック基板の熱膨
張の違いを封止成形したエポキシ樹脂組成物の硬化物で
緩衝することができ、基板の反りの低減と樹脂クラック
の防止を両立することができるものである。また、ポリ
イミド基板やＰＥＴ基板などフレキシブル基板を用いて
ＣＯＢ形状の封止を行なう場合においても、基板の曲が
りや封止樹脂の硬化物の割れを防止することができるも
のである。
及び曲げ強度を上記の範囲に設定し、さらに硬化物のガ
ラス転移温度を上記の範囲に設定することによって、基
板が有機基板のように熱収縮が大きく発生するもので
も、基板に反りが発生することを防止することができる
と共に硬化物に樹脂クラックが発生することを防止でき
るものである。特に、基板として有機基板とセラミック
基板を接合した図１のような複合基板を用い、有機基板
とセラミック基板の接続部分に半導体素子を搭載して樹
脂封止を行なう際に、有機基板とセラミック基板の熱膨
張の違いを封止成形したエポキシ樹脂組成物の硬化物で
緩衝することができ、基板の反りの低減と樹脂クラック
の防止を両立することができるものである。また、ポリ
イミド基板やＰＥＴ基板などフレキシブル基板を用いて
ＣＯＢ形状の封止を行なう場合においても、基板の曲が
りや封止樹脂の硬化物の割れを防止することができるも
のである。
【００２６】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。
する。
【００２７】（実施例１〜４及び比較例１〜４）表１に
示す配合で液状エポキシ樹脂組成物を調製した。ここ
で、表１において、エポキシ樹脂としてジャパンエポキ
シレジン社製液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂「エ
ピコート８２８」、式２のエポキシ樹脂として旭化成エ
ポキシ社製「ＸＡＣ５５１０」を用いた。また硬化剤と
して新日本理化社製４−メチルヘキサヒドロフタル酸無
水物「ＭＨ７００」、硬化促進剤として旭化成エポキシ
社製イミダゾール類「ＨＸ３７４２」、無機フィラーと
してトクヤマ社製シリカ粉末「シリカＳＥ１５」を用い
た。さらに式１の低弾性率化剤として宇部興産社製「Ｃ
ＴＢＮ１００８ＳＰ」を用い、顔料としてカーボンブラ
ックを用いた。
示す配合で液状エポキシ樹脂組成物を調製した。ここ
で、表１において、エポキシ樹脂としてジャパンエポキ
シレジン社製液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂「エ
ピコート８２８」、式２のエポキシ樹脂として旭化成エ
ポキシ社製「ＸＡＣ５５１０」を用いた。また硬化剤と
して新日本理化社製４−メチルヘキサヒドロフタル酸無
水物「ＭＨ７００」、硬化促進剤として旭化成エポキシ
社製イミダゾール類「ＨＸ３７４２」、無機フィラーと
してトクヤマ社製シリカ粉末「シリカＳＥ１５」を用い
た。さらに式１の低弾性率化剤として宇部興産社製「Ｃ
ＴＢＮ１００８ＳＰ」を用い、顔料としてカーボンブラ
ックを用いた。
【００２８】そしてアルミナからなる厚み０．８ｍｍの
セラミック基板とＦＲ−４のガラス基材エポキシ樹脂積
層板（松下電工社製「Ｒ−１７０５」）からなる厚み
０．８ｍｍの有機基板とを付き合わせると共に厚み３ｍ
ｍの４２アロイ合金の金属板の上にエポキシ樹脂接着剤
で接着した図１のような複合基板を用い、この複合基板
の表面にＩＣチップを搭載すると共にセラミック基板と
有機基板の境界部に沿ってＬ＝１００ｍｍの長さで複合
基板の表面に実施例１〜４及び比較例１〜４で調製した
各エポキシ樹脂組成物を塗布して硬化させ、半導体装置
を作製した。
セラミック基板とＦＲ−４のガラス基材エポキシ樹脂積
層板（松下電工社製「Ｒ−１７０５」）からなる厚み
０．８ｍｍの有機基板とを付き合わせると共に厚み３ｍ
ｍの４２アロイ合金の金属板の上にエポキシ樹脂接着剤
で接着した図１のような複合基板を用い、この複合基板
の表面にＩＣチップを搭載すると共にセラミック基板と
有機基板の境界部に沿ってＬ＝１００ｍｍの長さで複合
基板の表面に実施例１〜４及び比較例１〜４で調製した
各エポキシ樹脂組成物を塗布して硬化させ、半導体装置
を作製した。
【００２９】このようにして得た半導体装置について、
エポキシ樹脂組成物の封止成形した硬化物の２５℃での
曲げ弾性率と曲げ強度を測定し、またガラス転移温度を
測定した。さらに基板の反り量を測定した。これらの結
果を表１に示す。尚、基板の反りの評価は、反り量が５
００μｍ以下を「○」、５００μm以上を「×」と判定
した。
エポキシ樹脂組成物の封止成形した硬化物の２５℃での
曲げ弾性率と曲げ強度を測定し、またガラス転移温度を
測定した。さらに基板の反り量を測定した。これらの結
果を表１に示す。尚、基板の反りの評価は、反り量が５
００μｍ以下を「○」、５００μm以上を「×」と判定
した。
【００３０】また、上記のようにして得た半導体装置に
ついて、ＴＣＴを行なった。ＴＣＴは、−２０℃で１５
分間の冷却と、＋８５℃で１５分間の加熱の温度サイク
ル試験を５０サイクル行なった後に、エポキシ樹脂組成
物の硬化物の樹脂外観を観察するものであり、変化なし
を「○」、変化ありを「×」と評価して表１に示す。
ついて、ＴＣＴを行なった。ＴＣＴは、−２０℃で１５
分間の冷却と、＋８５℃で１５分間の加熱の温度サイク
ル試験を５０サイクル行なった後に、エポキシ樹脂組成
物の硬化物の樹脂外観を観察するものであり、変化なし
を「○」、変化ありを「×」と評価して表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に係る半
導体封止用液状エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、
硬化剤、硬化促進剤、無機フィラー、低弾性率化剤を必
須成分とするものであって、硬化物の曲げ弾性率が０．
５〜３ＧＰａであり、且つ硬化物の曲げ強度が５０〜２
００ＭＰａであることを特徴とするので、エポキシ樹脂
組成物の硬化物を低応力化しながら強度を確保すること
ができるものであり、基板に反りが発生することを防止
することができると共に硬化物に樹脂クラックが発生す
ることを防止できるものである。
導体封止用液状エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、
硬化剤、硬化促進剤、無機フィラー、低弾性率化剤を必
須成分とするものであって、硬化物の曲げ弾性率が０．
５〜３ＧＰａであり、且つ硬化物の曲げ強度が５０〜２
００ＭＰａであることを特徴とするので、エポキシ樹脂
組成物の硬化物を低応力化しながら強度を確保すること
ができるものであり、基板に反りが発生することを防止
することができると共に硬化物に樹脂クラックが発生す
ることを防止できるものである。
【００３３】また請求項２の発明は、請求項１におい
て、硬化物のガラス転移温度が３０〜１００℃であるの
で、エポキシ樹脂組成物の硬化物の高温領域での曲げ弾
性率を低下させることができ、基板に反りが発生するこ
とを一層防止することができるものである。
て、硬化物のガラス転移温度が３０〜１００℃であるの
で、エポキシ樹脂組成物の硬化物の高温領域での曲げ弾
性率を低下させることができ、基板に反りが発生するこ
とを一層防止することができるものである。
【００３４】また請求項３の発明は、請求項１又は２に
おいて、硬化剤として酸無水物系硬化剤を用い、低弾性
率化剤として式１の化学構造式のものを用いると共にエ
ポキシ樹脂１００質量部に対して５０〜１００質量部を
配合するようにしたので、エポキシ樹脂組成物の硬化物
の曲げ弾性率、曲げ強度、ガラス転移温度を上記の範囲
に調整することが容易になるものである。
おいて、硬化剤として酸無水物系硬化剤を用い、低弾性
率化剤として式１の化学構造式のものを用いると共にエ
ポキシ樹脂１００質量部に対して５０〜１００質量部を
配合するようにしたので、エポキシ樹脂組成物の硬化物
の曲げ弾性率、曲げ強度、ガラス転移温度を上記の範囲
に調整することが容易になるものである。
【００３５】また請求項４の発明は、請求項１乃至３の
いずれかにおいて、エポキシ樹脂の一部として式２の化
学構造式のものを用い、式２の化学構造式のエポキシ樹
脂を全エポキシ樹脂の６０〜９０質量％配合するように
したので、エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率、
曲げ強度、ガラス転移温度を上記の範囲に調整すること
が容易になるものである。
いずれかにおいて、エポキシ樹脂の一部として式２の化
学構造式のものを用い、式２の化学構造式のエポキシ樹
脂を全エポキシ樹脂の６０〜９０質量％配合するように
したので、エポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率、
曲げ強度、ガラス転移温度を上記の範囲に調整すること
が容易になるものである。
【図１】複合基板を用いた半導体装置を示すものであ
り、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
り、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
１ 金属板
２ 有機基板
３ セラミック基板
４ 複合基板
５ 半導体素子
６ ワイヤボンディング
７ 硬化物
─────────────────────────────────────────────────────
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 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ
Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ
23/31
(72)発明者 宮田 靖孝
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
(72)発明者 山中 浩史
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
Ｆターム(参考） 4J002 AC072 AC102 BL012 CD041
CD051 DE147 DF017 DJ007
DJ017 EL136 FD017 FD146
GQ05
4J036 AA04 AC12 DB15 FA04 FA05
FA06 FB05 JA07
4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EA03
EB02 EB04 EB12 EB19 EC04
EC20
Claims (5)
- 【請求項１】 エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無
機フィラー、低弾性率化剤を必須成分とする半導体封止
用液状エポキシ樹脂組成物であって、硬化物の曲げ弾性
率が０．５〜３ＧＰａであり、且つ硬化物の曲げ強度が
５０〜２００ＭＰａであることを特徴とする半導体封止
用液状エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項２】 硬化物のガラス転移温度が３０〜１００
℃であることを特徴とする請求項１に記載の半導体封止
用液状エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項３】 硬化剤として酸無水物系硬化剤を用い、
低弾性率化剤として式１の化学構造式のものを用いると
共にエポキシ樹脂１００質量部に対して５０〜１００質
量部を配合して成ることを特徴とする請求項１又は２に
記載の半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物。 【化１】 - 【請求項４】 エポキシ樹脂の一部として式２の化学構
造式のものを用い、式２の化学構造式のエポキシ樹脂を
全エポキシ樹脂の６０〜９０質量％配合して成ることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体封
止用液状エポキシ樹脂組成物。 【化２】 - 【請求項５】 基板の表面に搭載された半導体素子を請
求項１乃至４のいずれかに記載の半導体封止用液状エポ
キシ樹脂組成物で封止成形して成ることを特徴とする半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002048783A JP2003246845A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002048783A JP2003246845A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003246845A true JP2003246845A (ja) | 2003-09-05 |
Family
ID=28661456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002048783A Pending JP2003246845A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003246845A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008007692A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
| JP2011079903A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Hitachi Chem Co Ltd | エポキシ樹脂組成物、半導体封止充てん用樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2015092193A (ja) * | 2015-02-10 | 2015-05-14 | 大日本印刷株式会社 | センサデバイスの製造方法及びセンサデバイス |
| CN112409656A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-02-26 | 扬州千裕电气有限公司 | 一种陶瓷橡胶密封材料 |
-
2002
- 2002-02-25 JP JP2002048783A patent/JP2003246845A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008007692A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
| JP2011079903A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Hitachi Chem Co Ltd | エポキシ樹脂組成物、半導体封止充てん用樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2015092193A (ja) * | 2015-02-10 | 2015-05-14 | 大日本印刷株式会社 | センサデバイスの製造方法及びセンサデバイス |
| CN112409656A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-02-26 | 扬州千裕电气有限公司 | 一种陶瓷橡胶密封材料 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050408 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050510 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050913 |