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 |
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A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050408 |
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Effective date: 20050510 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050913 |