JP2600450B2 - 半導体封止用エポキシ組成物 - Google Patents
半導体封止用エポキシ組成物Info
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- JP2600450B2 JP2600450B2 JP2159234A JP15923490A JP2600450B2 JP 2600450 B2 JP2600450 B2 JP 2600450B2 JP 2159234 A JP2159234 A JP 2159234A JP 15923490 A JP15923490 A JP 15923490A JP 2600450 B2 JP2600450 B2 JP 2600450B2
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- epoxy resin
- weight
- fused silica
- compound
- epoxy
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- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、半田耐熱性、難燃性および高温信頼性に優
れる半導体封止用エポキシ組成物に関するものである。
れる半導体封止用エポキシ組成物に関するものである。
＜従来の技術＞ エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特性および接着
性などに優れており、さらに配合処方により種々の特性
が付与できるため、塗布、接着剤および電気絶縁材料な
ど工業材料として利用されている。
性などに優れており、さらに配合処方により種々の特性
が付与できるため、塗布、接着剤および電気絶縁材料な
ど工業材料として利用されている。
たとえば、半導体装置などの電子回路部品の封止方法
として従来から金属やセラミックスによるハーメチック
シールとフェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹
脂などによる樹脂封止が提案されている。しかし、経済
性、生産性、物性のバランスの点からエポキシ樹脂によ
る樹脂封止が中心になっている。
として従来から金属やセラミックスによるハーメチック
シールとフェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹
脂などによる樹脂封止が提案されている。しかし、経済
性、生産性、物性のバランスの点からエポキシ樹脂によ
る樹脂封止が中心になっている。
一方、最近はプリント基板への部品実装においても高
密度化、自動化が進められており、従来のリードピンを
基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代り、基板表面
に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んになって
きた。それに伴い、パッケージも従来のDIP（デュアル
・インライン・パッケージ）から高密度実装、表面実装
に適した薄型のFPP（フラット・プラスチック・パッケ
ージ）に移行しつつある。
密度化、自動化が進められており、従来のリードピンを
基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代り、基板表面
に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んになって
きた。それに伴い、パッケージも従来のDIP（デュアル
・インライン・パッケージ）から高密度実装、表面実装
に適した薄型のFPP（フラット・プラスチック・パッケ
ージ）に移行しつつある。
表面実装方式への移行に伴い、従来あまり問題になら
なかった半田付け工程が大きな問題になってきた。従来
のピン挿入実装方式では半田付け工程はリード部が部分
的に加熱されるだけであったが、表面実装方式ではパッ
ケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面実装方式に
おける半田付け方法としては半田浴浸漬、不活性ガスの
飽和蒸気による加熱（ベーパーフェイズ法）や赤外線リ
フロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケ
ージ全体が210〜270℃の高温に加熱されることになる。
そのため従来の封止樹脂で封止したパッケージは、半田
付け時に樹脂部分にクラックが発生し、信頼性が低下し
て製品として使用できないという問題がおきる。
なかった半田付け工程が大きな問題になってきた。従来
のピン挿入実装方式では半田付け工程はリード部が部分
的に加熱されるだけであったが、表面実装方式ではパッ
ケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面実装方式に
おける半田付け方法としては半田浴浸漬、不活性ガスの
飽和蒸気による加熱（ベーパーフェイズ法）や赤外線リ
フロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケ
ージ全体が210〜270℃の高温に加熱されることになる。
そのため従来の封止樹脂で封止したパッケージは、半田
付け時に樹脂部分にクラックが発生し、信頼性が低下し
て製品として使用できないという問題がおきる。
半田付け工程におけるクラックの発生は、後硬化して
から実装工程の間までに吸湿した水分が半田付け加熱時
に爆発時に水蒸気化、膨脹することに起因するといわれ
ており、その対策として後硬化したパッケージを完全に
乾燥し密封した容器に収納して出荷する方法が用いられ
ている。
から実装工程の間までに吸湿した水分が半田付け加熱時
に爆発時に水蒸気化、膨脹することに起因するといわれ
ており、その対策として後硬化したパッケージを完全に
乾燥し密封した容器に収納して出荷する方法が用いられ
ている。
封止用樹脂の改良も種々検討されている。たとえば、
ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂とゴム成分を添加
する方法（特開昭63−251419号公報）、ビフェニル骨格
を有するエポキシ樹脂と粒子径14μｍ以下の微粉末粒子
を添加する方法（特開平１−87616号公報）などが挙げ
られる。
ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂とゴム成分を添加
する方法（特開昭63−251419号公報）、ビフェニル骨格
を有するエポキシ樹脂と粒子径14μｍ以下の微粉末粒子
を添加する方法（特開平１−87616号公報）などが挙げ
られる。
また、封止用樹脂の耐湿性を改良するため、ハイドロ
タルサイト系化合物の添加（特開昭61−19625号公報）
が提案されている。
タルサイト系化合物の添加（特開昭61−19625号公報）
が提案されている。
一方、半導体などの電子部品はUL規格により難燃性の
達成が義務づけられており、このため、封止用樹脂には
通常、臭素化合物およびアンチモン化合物などの難燃剤
が添加されている。
達成が義務づけられており、このため、封止用樹脂には
通常、臭素化合物およびアンチモン化合物などの難燃剤
が添加されている。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかるに乾燥パッケージを容器に封入する方法は製造
工程および製品の取扱作業が繁雑になるうえ、製品価格
が高価になる欠点がある。
工程および製品の取扱作業が繁雑になるうえ、製品価格
が高価になる欠点がある。
また、種々の方法で改良された樹脂も、それぞれ少し
づつ効果を上げてきているが、まだ十分ではない。ビフ
ェニル骨格を有するエポキシ樹脂とゴム成分を添加する
方法（特開昭63−251419号公報）およびビフェニル骨格
を有するエポキシ樹脂と粒子径14μｍ以下の微粉末粒子
を添加する方法（特開平１−87616号公報）は半田付け
時の樹脂部分のクラック防止に効果があるものの、高温
での信頼性が低下する問題があった。
づつ効果を上げてきているが、まだ十分ではない。ビフ
ェニル骨格を有するエポキシ樹脂とゴム成分を添加する
方法（特開昭63−251419号公報）およびビフェニル骨格
を有するエポキシ樹脂と粒子径14μｍ以下の微粉末粒子
を添加する方法（特開平１−87616号公報）は半田付け
時の樹脂部分のクラック防止に効果があるものの、高温
での信頼性が低下する問題があった。
高温での信頼性は150〜200℃の高温環境下での半導体
の機能を保証するもので、発熱量の大きい半導体や自動
車のエンジンまわりで使用する半導体などでは必須の性
能である。
の機能を保証するもので、発熱量の大きい半導体や自動
車のエンジンまわりで使用する半導体などでは必須の性
能である。
ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂の高温信頼性の
問題は、難燃性を付与するために添加している臭素化合
物およびアンチモン化合物などの難燃剤が主原因である
ことがわかっている。このため、半田耐熱性、難燃性お
よび高温信頼性のすべてに優れる半導体封止用エポキシ
樹脂は得られていなかった。
問題は、難燃性を付与するために添加している臭素化合
物およびアンチモン化合物などの難燃剤が主原因である
ことがわかっている。このため、半田耐熱性、難燃性お
よび高温信頼性のすべてに優れる半導体封止用エポキシ
樹脂は得られていなかった。
本発明の目的は、かかる半田付け工程で生じるクラッ
クの問題を解消し、難燃剤の添加による高温での信頼性
低下のない、すなわち半田耐熱性、難燃性および高温信
頼性にともに優れる半導体封止用エポキシ組成物を提供
することにある。
クの問題を解消し、難燃剤の添加による高温での信頼性
低下のない、すなわち半田耐熱性、難燃性および高温信
頼性にともに優れる半導体封止用エポキシ組成物を提供
することにある。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明者らは、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂
に、ハイドロタルサイト化合物を添加することにより、
上記の課題を達成し、目的に合致した半導体封止用エポ
キシ組成物が得られることを見出し、本発明に到達し
た。
に、ハイドロタルサイト化合物を添加することにより、
上記の課題を達成し、目的に合致した半導体封止用エポ
キシ組成物が得られることを見出し、本発明に到達し
た。
すなわち本発明は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤
（Ｂ）、溶融シリカ（Ｃ）、ハイドロタルサイト系化合
物（Ｄ）、臭素化合物（Ｅ）およびアンチモン化合物
（Ｆ）からなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂
（Ａ）が下記式（Ｉ） （ただし、R1〜R8は水素原子、炭素数１〜４の低級アル
キル基またはハロゲン原子を示す。）で表される骨格を
有するエポキシ樹脂（ａ）を必須成分として含有し、前
記溶融シリカ（Ｃ）の割合が全体の79〜90重量％であ
り、ハイドロタルサイト系化合物（Ｄ）の割合が全体の
0.01〜10重量％である半導体封止用エポキシ組成物及び
それによって封止された半導体装置を提供するものであ
る。
（Ｂ）、溶融シリカ（Ｃ）、ハイドロタルサイト系化合
物（Ｄ）、臭素化合物（Ｅ）およびアンチモン化合物
（Ｆ）からなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂
（Ａ）が下記式（Ｉ） （ただし、R1〜R8は水素原子、炭素数１〜４の低級アル
キル基またはハロゲン原子を示す。）で表される骨格を
有するエポキシ樹脂（ａ）を必須成分として含有し、前
記溶融シリカ（Ｃ）の割合が全体の79〜90重量％であ
り、ハイドロタルサイト系化合物（Ｄ）の割合が全体の
0.01〜10重量％である半導体封止用エポキシ組成物及び
それによって封止された半導体装置を提供するものであ
る。
以下、本発明の構成を詳述する。
本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）は、下記式 （ただし、R1〜R8は水素原子、炭素数１〜４の低級アル
キル基またはハロゲン原子を示す。）で表される骨格を
有するエポキシ樹脂（ａ）を必須成分として含有するこ
とが重要である。
キル基またはハロゲン原子を示す。）で表される骨格を
有するエポキシ樹脂（ａ）を必須成分として含有するこ
とが重要である。
エポキシ樹脂（ａ）を含有しない場合は半田付け工程
におけるクラックの発生防止効果は発揮されない。
におけるクラックの発生防止効果は発揮されない。
上記式（Ｉ）において、R1〜R8の好ましい具体的とし
ては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉ
−プロピル基、ｍ−ブチル基、sec−ブチル基、tert−
ブチル基、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。
ては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉ
−プロピル基、ｍ−ブチル基、sec−ブチル基、tert−
ブチル基、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。
本発明におけるエポキシ樹脂（ａ）の好ましい具体例
としては、4,4′−ビス（2,3−エポキシプロポキシ）ビ
フェニル、4,4′−ビス（2,3−エポキシプロピキシ）−
3,3′,5,5′−テトラメチルビフェニル、4,4′−ビス
（2,3−エポキシプロピキシ）−3,3′,5,5′−テトラメ
チル−２−クロロビフェニル、4,4′−ビス（2,3−エポ
キシプロポキシ）−3,3′,5,5′−テトラメチル−２−
ブロモビフェニル、4,4′−ビス（2,3−エポキシプロポ
キシ）−3,3′,5,5′−テトラメチルビフェニル、4,4′
−ビス（2,3−エポキシプロポキシ）−3,3′，−5,5′
−テトラブチルビフェニルなどが挙げられる。
としては、4,4′−ビス（2,3−エポキシプロポキシ）ビ
フェニル、4,4′−ビス（2,3−エポキシプロピキシ）−
3,3′,5,5′−テトラメチルビフェニル、4,4′−ビス
（2,3−エポキシプロピキシ）−3,3′,5,5′−テトラメ
チル−２−クロロビフェニル、4,4′−ビス（2,3−エポ
キシプロポキシ）−3,3′,5,5′−テトラメチル−２−
ブロモビフェニル、4,4′−ビス（2,3−エポキシプロポ
キシ）−3,3′,5,5′−テトラメチルビフェニル、4,4′
−ビス（2,3−エポキシプロポキシ）−3,3′，−5,5′
−テトラブチルビフェニルなどが挙げられる。
本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）は上記のエポキシ
樹脂（ａ）とともに該エポキシ樹脂（ａ）以外の他のエ
ポキシ樹脂をも併用して含有することができる。併用で
きる他のエポキシ樹脂としては、たとえば、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＡやレゾルシンなどから合
成される各種ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式
エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ハロゲン化エポ
キシ樹脂などが挙げられる。
樹脂（ａ）とともに該エポキシ樹脂（ａ）以外の他のエ
ポキシ樹脂をも併用して含有することができる。併用で
きる他のエポキシ樹脂としては、たとえば、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＡやレゾルシンなどから合
成される各種ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式
エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ハロゲン化エポ
キシ樹脂などが挙げられる。
エポキシ樹脂（Ａ）中に含有されるエポキシ樹脂
（ａ）の割合に関しては特に制限がなく必須成分として
エポキシ樹脂（ａ）が含有されれば本発明の効果は発揮
されるが、より十分な効果を発揮させるためには、エポ
キシ樹脂（ａ）をエポキシ樹脂（Ａ）中に通常50重量％
以上、好ましくは70重量％以上含有せしめる必要があ
る。
（ａ）の割合に関しては特に制限がなく必須成分として
エポキシ樹脂（ａ）が含有されれば本発明の効果は発揮
されるが、より十分な効果を発揮させるためには、エポ
キシ樹脂（ａ）をエポキシ樹脂（Ａ）中に通常50重量％
以上、好ましくは70重量％以上含有せしめる必要があ
る。
本発明において、エポキシ樹脂（Ａ）の配合量は通常
４〜20重量％、好ましくは６〜18重量％である。
４〜20重量％、好ましくは６〜18重量％である。
本発明における硬化剤（Ｂ）は、エポキシ樹脂（Ａ）
と反応して硬化させるものであれば特に制限されず、そ
れらの具体例としては、たとえば、フェノールノボラッ
ク樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ
やレゾルシンから合成される各種ノボラック樹脂、各種
多価フェノール化合物、無水マレイン酸、無水フタル
酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物およびメタフェ
ニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノ
ジフェニルスルホンなどの芳香族アミンなどが挙げられ
る。半導体装置封止用としては、耐熱性、耐湿性および
保存性の点から、フェノール系硬化剤が好ましく用いら
れ、用途によっては２種以上の硬化剤を併用してもよ
い。
と反応して硬化させるものであれば特に制限されず、そ
れらの具体例としては、たとえば、フェノールノボラッ
ク樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ
やレゾルシンから合成される各種ノボラック樹脂、各種
多価フェノール化合物、無水マレイン酸、無水フタル
酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物およびメタフェ
ニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノ
ジフェニルスルホンなどの芳香族アミンなどが挙げられ
る。半導体装置封止用としては、耐熱性、耐湿性および
保存性の点から、フェノール系硬化剤が好ましく用いら
れ、用途によっては２種以上の硬化剤を併用してもよ
い。
本発明において、硬化剤（Ｂ）の配合量は通常２〜15
重量％、好ましくは３〜10重量％である。さらには、エ
ポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性
質および耐湿性の点から、（Ａ）に対する（Ｂ）の化学
当量比が0.7〜1.3、特に0.8〜1.2の範囲にあることが好
ましい。
重量％、好ましくは３〜10重量％である。さらには、エ
ポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性
質および耐湿性の点から、（Ａ）に対する（Ｂ）の化学
当量比が0.7〜1.3、特に0.8〜1.2の範囲にあることが好
ましい。
また、本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤
（Ｂ）の硬化反応を促進するため硬化触媒を用いてもよ
い、硬化触媒は硬化反応を促進するものならば特に限定
されず、たとえば、２−メチルイミダゾール、2,4−ジ
メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾ
ール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−
メチルイミダゾール、２−エプタデシルイミダゾールな
どのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジル
ジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、
２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、2,4,6−ト
リス（ジメチルアミノメチル）フェノール、1,8−ジア
ザビシクロ（5,4,0）ウンデセン−７などの３級アンミ
ン化合物、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウ
ムテトラプロポキシド、テトラキス（アセチルアセトナ
ト）ジルコニウム、トリ（アセチルアセトナト）アルミ
ニウムなどの有機金属化合物およびトリフェニルホスフ
ィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、
トリブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）ホ
スフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィンなどの有
機ホスフィン化合物が挙げられる。なかでも耐湿性の点
から、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニル
ホスフィンが特に好ましく用いられる。
（Ｂ）の硬化反応を促進するため硬化触媒を用いてもよ
い、硬化触媒は硬化反応を促進するものならば特に限定
されず、たとえば、２−メチルイミダゾール、2,4−ジ
メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾ
ール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−
メチルイミダゾール、２−エプタデシルイミダゾールな
どのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジル
ジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、
２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、2,4,6−ト
リス（ジメチルアミノメチル）フェノール、1,8−ジア
ザビシクロ（5,4,0）ウンデセン−７などの３級アンミ
ン化合物、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウ
ムテトラプロポキシド、テトラキス（アセチルアセトナ
ト）ジルコニウム、トリ（アセチルアセトナト）アルミ
ニウムなどの有機金属化合物およびトリフェニルホスフ
ィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、
トリブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）ホ
スフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィンなどの有
機ホスフィン化合物が挙げられる。なかでも耐湿性の点
から、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニル
ホスフィンが特に好ましく用いられる。
これらの硬化触媒は、用途によっては２種以上を併用
してもよく、その添加量はエポキシ樹脂（Ａ）100重量
部に対して0.5〜５重量部の範囲が好ましい。
してもよく、その添加量はエポキシ樹脂（Ａ）100重量
部に対して0.5〜５重量部の範囲が好ましい。
本発明における溶融シリカ（Ｃ）は真比重2.3以下の
非晶性シリカを意味する。その製造は必ずしも溶融状態
を経る必要はなく、任意の製造法を用いることができ
る。たとえば結晶性シリカを溶融する方法、各種原料か
ら合成する方法などが挙げられる。
非晶性シリカを意味する。その製造は必ずしも溶融状態
を経る必要はなく、任意の製造法を用いることができ
る。たとえば結晶性シリカを溶融する方法、各種原料か
ら合成する方法などが挙げられる。
溶融シリカ（Ｃ）の形状および粒径は特に限定されな
いが、平均粒径10μｍ以下の破砕溶融シリカ99〜50重量
％と平均粒径40μｍ以下の球状溶融シリカ１〜50重量％
からなる溶融シリカＣが半田耐熱性の向上効果が大き
く、流動性が良好なため好ましく用いられる。なかで
も、平均粒径10μｍ以下、特に３μｍ以上10μｍ以下の
破砕溶融シリカ99〜50重量％、特に99〜70重量％と平均
粒径40μｍ以下、特に0.1μｍ以上40μｍ以下の球状溶
融シリカ１〜50重量％、特に１〜30重量％からなる溶融
シリカ（Ｃ）が最も好ましく用いられる。ここで、平均
粒径は、累計重量50％になる粒径（メジアン径）を意味
し、平均粒径が異なる２種類以上の破砕または球状溶融
シリカを併用した場合は、その混合物の破砕または球状
溶融シリカの平均粒径を意味する。
いが、平均粒径10μｍ以下の破砕溶融シリカ99〜50重量
％と平均粒径40μｍ以下の球状溶融シリカ１〜50重量％
からなる溶融シリカＣが半田耐熱性の向上効果が大き
く、流動性が良好なため好ましく用いられる。なかで
も、平均粒径10μｍ以下、特に３μｍ以上10μｍ以下の
破砕溶融シリカ99〜50重量％、特に99〜70重量％と平均
粒径40μｍ以下、特に0.1μｍ以上40μｍ以下の球状溶
融シリカ１〜50重量％、特に１〜30重量％からなる溶融
シリカ（Ｃ）が最も好ましく用いられる。ここで、平均
粒径は、累計重量50％になる粒径（メジアン径）を意味
し、平均粒径が異なる２種類以上の破砕または球状溶融
シリカを併用した場合は、その混合物の破砕または球状
溶融シリカの平均粒径を意味する。
本発明において、溶融シリカ（Ｃ）の割合は全体の79
〜90重量％であり、さらに好ましくは79〜88重量％であ
る。溶融シリカ（Ｃ）が全体の79重量％未満では半田耐
熱性が不十分であり、90重量％を越えると流動性が不十
分である。
〜90重量％であり、さらに好ましくは79〜88重量％であ
る。溶融シリカ（Ｃ）が全体の79重量％未満では半田耐
熱性が不十分であり、90重量％を越えると流動性が不十
分である。
本発明におけるハイドロタルサト系化合物（Ｄ）は、
下記式（II）または（III）で示される複合金属化合物
である。
下記式（II）または（III）で示される複合金属化合物
である。
MgxAly（OH）2x+3y-nzAz・mH2O ……（II） MgxAlyO（2x＋3y）/2 ……（III） （ただし、Ａはｎ価の陰イオンAn-生成しうる官能基、
ｎは１〜３の整数、ｘ、ｙおよびｚは０＜y/x≦１、０
≦z/y＜1.5の関係にある０または正の数、ｍは０または
正の数を示す。） 上記式（II）において、官能基Ａから生成しうるｎ価
の陰イオンAn-の好ましい具体的としては、F-、Cl-、Br
-、I-、OH-、HCO3 -、CHμCOO-、HCOO-、CO3 2-、SO4 2-、
（COO-）２、酒石酸イオン〔CH（OH）COO-〕２、クエン
酸イオン〔Ｃ（OH）COO-〕（CH2COO-）２、サリチル酸
イオンC6H4（OH）COO-などが挙げられる。なかでも、CO
3 2-が特に好ましい。
ｎは１〜３の整数、ｘ、ｙおよびｚは０＜y/x≦１、０
≦z/y＜1.5の関係にある０または正の数、ｍは０または
正の数を示す。） 上記式（II）において、官能基Ａから生成しうるｎ価
の陰イオンAn-の好ましい具体的としては、F-、Cl-、Br
-、I-、OH-、HCO3 -、CHμCOO-、HCOO-、CO3 2-、SO4 2-、
（COO-）２、酒石酸イオン〔CH（OH）COO-〕２、クエン
酸イオン〔Ｃ（OH）COO-〕（CH2COO-）２、サリチル酸
イオンC6H4（OH）COO-などが挙げられる。なかでも、CO
3 2-が特に好ましい。
上記式（III）で表されるハイドロタルサイト系化合
物（Ｄ）たとえば、上記式（II）で表されるハイドロタ
ルサイト系化合物（Ｄ）を400〜900℃で焼成処理するこ
とにより製造される。
物（Ｄ）たとえば、上記式（II）で表されるハイドロタ
ルサイト系化合物（Ｄ）を400〜900℃で焼成処理するこ
とにより製造される。
ハイドロタルサイト系化合物（Ｄ）の好ましい具体例
として、Mg4.5Al2（OH）13CO3・3.5H2O、Mg4.5Al2（O
H）13CO3、Mg5Al1.5（OH）13CO3・3.5H2O、Mg5Al1.5（O
H）13CO3、Mg6Al2（OH）16CO3・4H2O、Mg6Al2（OH）16C
O3、Mg0.56Al0.35Ｏ1.175、Mg0.7Al0.3Ｏ1.15、Mg0.75A
l0.25Ｏ1.125、Mg0.8Al0.2Ｏ1.1などが挙げられる。
として、Mg4.5Al2（OH）13CO3・3.5H2O、Mg4.5Al2（O
H）13CO3、Mg5Al1.5（OH）13CO3・3.5H2O、Mg5Al1.5（O
H）13CO3、Mg6Al2（OH）16CO3・4H2O、Mg6Al2（OH）16C
O3、Mg0.56Al0.35Ｏ1.175、Mg0.7Al0.3Ｏ1.15、Mg0.75A
l0.25Ｏ1.125、Mg0.8Al0.2Ｏ1.1などが挙げられる。
本発明においてハイドロタルサイト系化合物（Ｄ）の
添加量は全体の0.01〜10重量％、好ましくは0.02〜５重
量％、特に好ましくは0.05〜２重量％である。添加量が
0.01重量％未満では高温信頼性の向上効果が不十分であ
り、10重量％を越えると半田耐熱性が低下する。
添加量は全体の0.01〜10重量％、好ましくは0.02〜５重
量％、特に好ましくは0.05〜２重量％である。添加量が
0.01重量％未満では高温信頼性の向上効果が不十分であ
り、10重量％を越えると半田耐熱性が低下する。
本発明における臭素化合物（Ｅ）およびアンチモン化
合物（Ｆ）は通常、半導体封止用エポキシ組成物に難燃
剤として添加されるもので、特に限定されず、公知のも
のが使用できる。
合物（Ｆ）は通常、半導体封止用エポキシ組成物に難燃
剤として添加されるもので、特に限定されず、公知のも
のが使用できる。
臭素化合物（Ｅ）の好ましい具体例としては、臭素化
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂などの臭素化エポキシ樹脂、臭
素化ポリカーボネート樹脂、臭素化ポリスチレン樹脂、
臭素化ポリフェニレンオキサイド樹脂、テトラブロモビ
スフェノールＡ、デカブロモジフェニルエーテルなどが
挙げられ、なかでも、臭素化ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂な
どの臭素化エポキシ樹脂が特に好ましく用いられる。
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂などの臭素化エポキシ樹脂、臭
素化ポリカーボネート樹脂、臭素化ポリスチレン樹脂、
臭素化ポリフェニレンオキサイド樹脂、テトラブロモビ
スフェノールＡ、デカブロモジフェニルエーテルなどが
挙げられ、なかでも、臭素化ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂な
どの臭素化エポキシ樹脂が特に好ましく用いられる。
臭素化合物（Ｅ）の添加量は、臭素原子に換算して全
体の0.1〜５重量％が難燃性および高温信頼性の点で好
ましい。特に好ましくは0.2〜２重量％である。
体の0.1〜５重量％が難燃性および高温信頼性の点で好
ましい。特に好ましくは0.2〜２重量％である。
また、アンチモン化合物（Ｆ）の好ましい具体例とし
ては、三酸化アンチモンが挙げられる。アンチモン化合
物（Ｆ）の添加量は、全体の0.1〜10重量％が難燃性お
よび高温信頼性の点で好ましい。特に好ましくは0.2〜
４重量％である。
ては、三酸化アンチモンが挙げられる。アンチモン化合
物（Ｆ）の添加量は、全体の0.1〜10重量％が難燃性お
よび高温信頼性の点で好ましい。特に好ましくは0.2〜
４重量％である。
本発明の半導体封止用エポキシ組成物には充填剤とし
て溶融シリカ（Ｃ）以外に結晶性シリカ、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、クレ
ー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アン
チモン、アスベスト、ガラス繊維などを添加することが
できる。
て溶融シリカ（Ｃ）以外に結晶性シリカ、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、クレ
ー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アン
チモン、アスベスト、ガラス繊維などを添加することが
できる。
本発明において、溶融シリカ（Ｃ）などの充填剤をシ
ランカップリング剤、チタネートカップリング剤などの
カップリング剤であらかじめ表面処理することが、信頼
性の点で好ましい。カップリング剤としてエポキシシラ
ン、アミノシラン、メルカプトシランなどのシランカッ
プリング剤が好ましく用いられる。
ランカップリング剤、チタネートカップリング剤などの
カップリング剤であらかじめ表面処理することが、信頼
性の点で好ましい。カップリング剤としてエポキシシラ
ン、アミノシラン、メルカプトシランなどのシランカッ
プリング剤が好ましく用いられる。
本発明の半導体封止用エポキシ組成物にはカボンブラ
ック、酸化鉄などの着色剤、シリコーンゴム、変性ニト
リルゴム、変性ポリブタジエンゴム、スチレン系ブロッ
クン共重合体などのエラストマー、ポリエチレンなどの
熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖
脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミド、パラフィンワ
ックスなどの離型剤および有機過酸化物などの架橋剤を
任意に添加することができる。
ック、酸化鉄などの着色剤、シリコーンゴム、変性ニト
リルゴム、変性ポリブタジエンゴム、スチレン系ブロッ
クン共重合体などのエラストマー、ポリエチレンなどの
熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖
脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミド、パラフィンワ
ックスなどの離型剤および有機過酸化物などの架橋剤を
任意に添加することができる。
本発明の半導体封止用エポキシ組成物は溶融混練する
ことが好ましく、たとえばバンバリーミキサー、ニーダ
ー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダ
ーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練することによ
り製造される。
ことが好ましく、たとえばバンバリーミキサー、ニーダ
ー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダ
ーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練することによ
り製造される。
＜実施例＞ 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１〜９、比較例１〜７ 表１に示した溶融シリカ（Ｃ）および表２に示したハ
イドロタルサイト系化合物（Ｄ）を、各々表２に示した
組成物比で試薬をミキサーによりドライブレンドした。
これを、バレル設定温度90℃の二軸の押出機を用いて溶
融混練後、冷却、粉砕して半導体封止用エポキシ組成物
を製造した。
イドロタルサイト系化合物（Ｄ）を、各々表２に示した
組成物比で試薬をミキサーによりドライブレンドした。
これを、バレル設定温度90℃の二軸の押出機を用いて溶
融混練後、冷却、粉砕して半導体封止用エポキシ組成物
を製造した。
この組成物を用い、低圧トランスファー成形法により
175℃×２分の条件で成形し、175℃×８時間の条件でポ
ストキュアして次の物性測定法により各組成物の物性お
よび成形性を測定した。
175℃×２分の条件で成形し、175℃×８時間の条件でポ
ストキュアして次の物性測定法により各組成物の物性お
よび成形性を測定した。
半田耐熱性：表面にA1蒸着した模擬素子を搭載した半導
体装置、28pin SOP20個を成形、ポストキュアし、85℃
/85％RHで50時間加湿後、260℃に加熱した半田浴に10秒
間浸漬してクラックの発生したSOPを不良とした。
体装置、28pin SOP20個を成形、ポストキュアし、85℃
/85％RHで50時間加湿後、260℃に加熱した半田浴に10秒
間浸漬してクラックの発生したSOPを不良とした。
難 燃 性:5″×1/2″×1/16″の燃焼試験片を成形、
ポストキュアし、UL94規格に従い難燃性を評価した。
ポストキュアし、UL94規格に従い難燃性を評価した。
高温信頼性：半田耐熱性評価後の28pin SOPを用い、20
0℃で高温信頼性を評価し、累積故障率50％になる時間
を求め、高温寿命とした。
0℃で高温信頼性を評価し、累積故障率50％になる時間
を求め、高温寿命とした。
表３にみられるように、本発明の半導体封止用エポキ
シ組成物（実施例１〜９）は半田耐熱性、難燃性および
高温信頼性に優れている。
シ組成物（実施例１〜９）は半田耐熱性、難燃性および
高温信頼性に優れている。
これに対してエポキシ樹脂（ａ）を含有しない比較例
２では半田耐熱性に劣り、臭素化合物（Ｅ）および／ま
たはアンチモン化合物（Ｆ）を含有しない比較例３〜５
では難燃性に劣っている。
２では半田耐熱性に劣り、臭素化合物（Ｅ）および／ま
たはアンチモン化合物（Ｆ）を含有しない比較例３〜５
では難燃性に劣っている。
また、ハイドロタルサイト系化合物（Ｄ）を含有しな
い比較例９は実施例１に比較して半田耐熱性および高温
信頼性に劣っている。
い比較例９は実施例１に比較して半田耐熱性および高温
信頼性に劣っている。
さらに、溶融シリカ（Ｄ）の含有量が本発明の範囲外
のでは半田耐熱性が劣っていた。
のでは半田耐熱性が劣っていた。
＜発明の効果＞ 本発明の半導体封止用エポキシ組成物は、特定のエポ
キシ樹脂、硬化剤、特定量の溶融シリカ、ハイドロタル
サイト系化合物、臭素化合物およびアンチモン化合物を
配合したために、半田耐熱性、難燃性および高温信頼性
に優れている。
キシ樹脂、硬化剤、特定量の溶融シリカ、ハイドロタル
サイト系化合物、臭素化合物およびアンチモン化合物を
配合したために、半田耐熱性、難燃性および高温信頼性
に優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31
Claims (3)
- 【請求項１】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、溶融
シリカ（Ｃ），ハイドロタルサイト系化合物（Ｄ）、臭
素化合物（Ｅ）およびアンチモン化合物（Ｆ）からなる
樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が下記式
（Ｉ） （ただしR1〜R8は水素原子、炭素数１〜４の低級アルキ
ル基またはハロゲン原子を示す。） で表される骨格を有するエポキシ樹脂（ａ）を必須成分
として含有し、前記溶融シリカの割合が79〜90重量％で
あり、ハイドロタルサイト系化合物（Ｄ）の割合が全体
の0.01〜10重量％である半導体不使用エポキシ組成物。 - 【請求項２】溶融シリカ（Ｃ）が平均粒径10μｍ以下の
破砕溶融シリカ99〜50重量％と平均粒径40μｍ以下の球
状溶融シリカ１〜50重量％からなる請求項（11）に記載
の半導体封止用エポキシ組成物。 - 【請求項３】請求項１または２記載の半導体封止用エポ
キシ組成物で封止された半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2159234A JP2600450B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 半導体封止用エポキシ組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2159234A JP2600450B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 半導体封止用エポキシ組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0450257A JPH0450257A (ja) | 1992-02-19 |
| JP2600450B2 true JP2600450B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=15689275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2159234A Expired - Lifetime JP2600450B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 半導体封止用エポキシ組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600450B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6040124A (ja) * | 1983-08-13 | 1985-03-02 | Toshiba Chem Corp | 封止用樹脂組成物 |
| JPS6119625A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-28 | Toshiba Corp | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| JPH0753791B2 (ja) * | 1987-09-04 | 1995-06-07 | 東レ株式会社 | 半導体封止用樹脂組成物 |
| JP2588922B2 (ja) * | 1988-02-15 | 1997-03-12 | 日東電工株式会社 | 半導体装置 |
| JPH0299551A (ja) * | 1988-10-06 | 1990-04-11 | Toray Ind Inc | エポキシ系樹脂組成物 |
| JPH0791364B2 (ja) * | 1988-10-06 | 1995-10-04 | 東レ株式会社 | 半導体封止用半田耐熱性エポキシ樹脂組成物 |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP2159234A patent/JP2600450B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0450257A (ja) | 1992-02-19 |
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