JP3957942B2 - 液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 - Google Patents
液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3957942B2 JP3957942B2 JP2000059837A JP2000059837A JP3957942B2 JP 3957942 B2 JP3957942 B2 JP 3957942B2 JP 2000059837 A JP2000059837 A JP 2000059837A JP 2000059837 A JP2000059837 A JP 2000059837A JP 3957942 B2 JP3957942 B2 JP 3957942B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin composition
- represented
- liquid
- reliability
- formula
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- PIRLPTBFTYBNID-UHFFFAOYSA-N CCC(C1)(c2ccc(C(C)(C)c(cc3)cc(CC=C)c3OCC3OC3)cc2CC1=C)OCC(COc1c(CC=C)cc(C(C)(CI)c2cc(CC=C)c(C(C)(C)OCC3OC3)cc2)cc1)O Chemical compound CCC(C1)(c2ccc(C(C)(C)c(cc3)cc(CC=C)c3OCC3OC3)cc2CC1=C)OCC(COc1c(CC=C)cc(C(C)(CI)c2cc(CC=C)c(C(C)(C)OCC3OC3)cc2)cc1)O PIRLPTBFTYBNID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体の封止に用いられる液状封止樹脂組成物に関するものであり、その樹脂組成物を用いた半導体装置である。
【0002】
【従来の技術】
近年半導体チップの大型化、パッケージの多ピン化、多様化に伴い周辺材料である樹脂材料に対する信頼性の要求は年々厳しいものとなってきている。従来はリードフレームに半導体チップを接着しモールド樹脂で封止したパッケージが主流であったが、多ピン化の限界からボールグリッドアレイ(BGA)の様なパッケージがかなり増えてきている。
【0003】
BGAはモールド樹脂又は液状樹脂により封止されるが、基板、ソルダーレジスト、及び金、ニッケル等のメッキ部分から構成されているためそれらに対する接着性が重要である。また表面実装方式でマザーボードと接合するため耐半田クラック性が必要である。更に信頼性の一環として温度サイクル試験(T/C試験)があり、パッケージには高い信頼性が要求される。
【0004】
例えば、その要求される信頼性の条件としては、
・耐半田クラック性:30℃、60%RHの条件でパッケージを一週間吸湿させた後リフロー処理し剥離、クラックのないこと
・T/C試験:-55℃〜125℃(各温度さらし時間30分)、1000サイクル以上の処理をした後、剥離、クラックのないことなどである。
【0005】
しかし、より厳しい要求は、例えば、
・耐半田クラック性:85℃、85%RHでパッケージを一週間吸湿させた後リフロー処理し剥離、クラックのないこと
・T/C試験:-65℃〜150℃(各さらし時間30分)、1000サイクル以上の処理をした後、剥離、クラックのないことなどリードフレーム型パッケージと同等のより厳しい条件が要求されている。
しかし、半導体を封止する液状封止樹脂組成物においてこのような信頼性を満足する材料はなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
液状封止樹脂組成物において、耐半田クラック性、T/C試験等を満足する信頼性の高い液状封止樹脂組成物を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来のこのような問題を解決するために鋭意検討を重ねてきた結果、式(1)、(2)で示されるエポキシ樹脂、硬化剤がアルキル化ジアミノジフェニルメタン、シリカからなる液状封止樹脂組成物が低応力性、高ガラス転移温度を有し信頼性に優れていることを見出し本発明を完成させるに至ったものである。
【0008】
すなわち、(A)式(1)で示されるエポキシ樹脂A、(B)式(2)で示されるエポキシ樹脂B、(C)硬化剤がアルキル化ジアミノジフェニルメタン、(D)シリカからなる液状封止樹脂組成物である。
【化2】
【0009】
更に好ましい形態としては、上記硬化剤がアルキル化ジアミノジフェニルメタンであり、エチル化ジアミノフェニルメタン、メチル化ジアミノフェニルメタンである液状封止樹脂組成物である。また、半導体素子が上記の液状封止樹脂組成物を用いて封止された半導体装置である。
【0010】
【発明の実施の態様】
本発明に用いられる式(1)で示されるエポキシ樹脂A((A)成分)は、硬化物が低弾性率化され、液状封止樹脂に求められる低応力性を有する。その反面、硬化物のガラス転移温度が低い。一方、式(2)で示されるエポキシ樹脂B((B)成分)は、架橋密度が高いためガラス転移温度が高い。本発明では(A)成分と(B)成分を併用することにより、高信頼性の要求を満足できることを見いだしたものである。(A)成分と(B)成分の割合は(A)/((A)+(B))=0.1〜0.9であることが好ましい。更に好ましくは、は0.15〜0.7である。0.1を下回ると式(1)で示されるエポキシ樹脂の効果である低応力性が発現できず、0.9を越えると硬化物のガラス転移温度の著しい低下を招き好ましくないからである。
【0011】
(C)硬化剤としてはアミン、酸無水物、フェノール樹脂等が使用できる。より好ましくはアルキル化ジアミノジフェニルメタンである。アルキル化ジアミノジフェニルメタンの例としては、エチル化ジアミノジフェニルメタン、メチル化ジアミノジフェニルメタン等があり、これを用いた場合、特に金属、ソルダーレジスト等BGAパッケージに必須の被着体への接着性が特に優れるからである。また、信頼性の優れた液状封止材料を得るために、硬化剤のNa+、Cl-等のイオン性不純物はできるだけ少ないものが好ましい。
【0012】
主剤である全エポキシ樹脂((A)+(B))と、硬化剤との配合モル比は0.8〜1.2が望ましい。0.8未満の場合は、過剰に未反応の硬化剤の反応基が残存することとなり、耐湿性の低下、信頼性の低下に繋がる。逆に1.2を越えると硬化が不十分となり、信頼性の低下に繋がる。
【0013】
(D)の無機フィラーとしては、樹脂の充填に用いることができるものなら何れも使用できる。その中でもシリカが好ましく、例えば、結晶シリカ、溶融シリカ等が用いられる。形状は一般に球状、破砕状、フレーク状等があるが、充填材をより多く添加することにより線膨張係数の低減化が図られ、その効果をあげるためには球状の無機充填材が最も良い。
添加量は、最終硬化物に対し、60wt%〜90wt%が望ましい。60wt%未満だと、硬化物の線膨張係数が大きくなり、硬化後のパッケージへの応力蓄積やT/C試験での樹脂クラックを起こす恐れがある。一方、90wt%を越えると結果として得られる液状封止樹脂組成物の粘度が高くなり過ぎ、実用レベルではないため好ましくない。
【0014】
本発明の液状封止樹脂組成物には、前記の必須成分の他に必要に応じて、硬化促進剤、希釈剤、顔料、カップリング剤、難燃剤、レベリング剤、消泡剤等の添加物を用いても差し支えない。液状封止樹脂組成仏は、各成分、添加物等を3本ロールにて分散混練し、真空下で脱泡処理して製造する。
【0015】
本発明の液状封止樹脂組成物を用いて半導体装置を製作すると、従来より信頼性の高い半導体装置を得ることが出来る。半導体装置の製造方法は公知の方法を用いることが出来る。
【0016】
【実施例】
本発明を実施例及び比較例で説明する。
<実施例1>
(A)成分として、式(1)で示されたエポキシ樹脂A(当量225)20重量部、(B)成分として式(2)で示されたエポキシ樹脂B(当量106)80重量部、硬化剤としてエチル化ジアミノジフェニルメタン(カヤハードA-A、日本化薬社製、当量65)40重量部、密着性助剤としてγ-グリシジルトリメトキシシラン6重量部、平均粒径6μm、最大粒径50μmの球状シリカ350重量部、希釈剤として、ブチルセロソルブアセテート7.5重量部、カーボンブラック1重量部を秤量し、これらの原材料を3本ロールにて分散混練し、真空下脱泡処理をして液状封止樹脂組成物を得た。次に、得られた液状封止樹脂組成物を用いて接着性、靱性値の尺度として破壊エネルギー及び信頼性試験を行った。
【0018】
<比較例1>
式(2)で示されたエポキシ樹脂B(当量106)100重量部、硬化剤としてエチル化ジアミノジフェニルメタン(カヤハードA-A、日本化薬社製、当量65)40重量部、密着性助剤としてγ-グリシジルトリメトキシシラン6重量部、平均粒径6μm、最大粒径50μmの球状シリカ350重量部、希釈剤としてブチルセロソルブアセテート7.5重量部、カーボンブラック1重量部を秤量し、これらの原材料を3本ロールにて分散混練し、真空下脱泡処理をして液状封止樹脂組成物を得た。次に、得られた液状封止樹脂組成物を用いて接着性、靱性値の尺度として破壊エネルギー及び信頼性試験を行った。
【0019】
<比較例2>
式(1)で示されたエポキシ樹脂(当量225)100重量部、硬化剤としてエチル化ジアミノジフェニルメタン(カヤハードA-A、日本化薬社製、当量65)40重量部、密着性助剤としてγ-グリシジルトリメトキシシラン6重量部、平均粒径6μm、最大粒径50μmの球状シリカ350重量部、希釈剤としてブチルセロソルブアセテート7.5重量部、カーボンブラック1重量部を秤量し、これらの原材料を3本ロールにて、分散混練し真空下脱泡処理をして液状封止樹脂組成物を得た。次に、得られた液状封止樹脂組成物を用いて接着性、靱性値の尺度として破壊エネルギー及び信頼性試験を行った。
【0020】
各試験の方法は次のとおりである。
1)接着性;ソルダーレジスト(太陽インキ社製、PSR4000AUS05/CA-40AUS2)が塗布されたガラス−エポキシ基板に液状封止樹脂組成物を塗布し、上から6x6mmのチップをマウントし、150℃、3時間で硬化させ、200℃のホットプレートに載置しダイシェアー強度を測定した。
2)弾性率;幅10mm、厚み4mm、長さ13mmの試験片を作製し(試験片の硬化条件:150℃,3時間)、万能試験機を用いて曲げ試験を行い、ひずみ−応力グラフより計算し求めた。
3)ガラス転移温度;幅4mm、厚み4mm、長さ4mmの試験片を作製し(試験片の硬化条件:150℃,3時間)、TMA(熱機械測定装置)によって測定を行い、温度−熱膨張率のグラフよりガラス転移温度を測定した。
【0021】
4)信頼性−1;BT基板製の15mm角のシリコンチップがマウントされたBGA基板に液状封止樹脂組成物を塗布し(キャビティサイズ:25mmx25mmx1mmt)、150℃、3時間の条件で硬化させて、試験片を作製した。次に、T/C処理(−55℃/30分←→125℃/30分、1000サイクル)を施した後、超音波探傷機(SAT)にて半導体チップとプリント基板界面との剥離、クラックの有無を確認した。試験に用いたサンプル数は10個である。
【0022】
5)信頼性−2;BT基板製の15mm角のシリコンチップがマウントされたBGA基板に液状封止樹脂組成物を塗布し(キャビティサイズ:25mmx25mmx1mmt)、150℃、3時間の条件で硬化させて、試験片を作製した。次に、T/C処理(−65℃/30分←→150℃/30分、1000サイクル)を施した後、超音波探傷機(SAT)にて半導体チップとプリント基板界面との剥離、クラックの有無を確認した。試験に用いたサンプル数は10個である。
6)信頼性−3;上記の信頼性−1と同じ条件で作製したテストピース10個を、85℃、85%RHの条件で72時間の湿度処理を施したのち、IRリフロー(最大温度240℃、90秒)にて2回処理した後、SATにて剥離、クラックの有無を確認した。
【0023】
測定した結果を表1に示す。
【表1】
【0024】
【発明の効果】
本発明の液状封止樹脂組成物は、靱性値が高く、信頼性に関して特にT/C試験において大きな改善をはかることができる。
Claims (4)
- 該アルキル化ジアミノジフェニルメタンがエチル化ジアミノフェニルメタン、メチル化ジアミノフェニルメタンである請求項1記載の液状封止樹脂組成物。
- 前記(A)式(1)で示されるエポキシ樹脂Aと前記(B)式(2)で示されるエポキシ樹脂Bとの割合[(A)/((A)+(B))]が、0.1以上0.9以下である請求項1又は2記載の液状封止樹脂組成物。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液状封止樹脂組成物を用いて半導体素子を封止して製作された半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000059837A JP3957942B2 (ja) | 2000-03-06 | 2000-03-06 | 液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000059837A JP3957942B2 (ja) | 2000-03-06 | 2000-03-06 | 液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001247654A JP2001247654A (ja) | 2001-09-11 |
JP3957942B2 true JP3957942B2 (ja) | 2007-08-15 |
Family
ID=18580238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000059837A Expired - Fee Related JP3957942B2 (ja) | 2000-03-06 | 2000-03-06 | 液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3957942B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005322831A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Kanazawa Inst Of Technology | 超伝導素子の封止剤及び封止方法並びに超伝導素子 |
WO2007132827A1 (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Namics Corporation | Cof実装用封止剤、及びこれを用いて封止した半導体部品 |
JP5070789B2 (ja) * | 2006-09-30 | 2012-11-14 | 住友ベークライト株式会社 | アンダーフィル用液状樹脂組成物および半導体装置 |
JP5284693B2 (ja) * | 2008-06-24 | 2013-09-11 | パナソニック株式会社 | 半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物 |
JP2015000952A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | 三菱化学株式会社 | エポキシ樹脂組成物およびその硬化物 |
CN105385110A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-03-09 | 科化新材料泰州有限公司 | 环保型环氧树脂组合物及其制备方法 |
WO2024045159A1 (zh) * | 2022-09-02 | 2024-03-07 | 深圳先进技术研究院 | 应用于半导体***级封装用的环氧树脂胶膜材料 |
-
2000
- 2000-03-06 JP JP2000059837A patent/JP3957942B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001247654A (ja) | 2001-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008127577A (ja) | マルチチップパッケージ封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いたマルチチップパッケージ | |
JP3957942B2 (ja) | 液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 | |
US6774501B2 (en) | Resin-sealed semiconductor device, and die bonding material and sealing material for use therein | |
US6878448B2 (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same | |
JP4622221B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4337405B2 (ja) | 半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物の製造方法、及び半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置 | |
JP2001261939A (ja) | 液状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置。 | |
JP3847032B2 (ja) | 液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 | |
JP3622950B2 (ja) | 液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 | |
JP4496740B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP3622951B2 (ja) | 液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 | |
JP4760785B2 (ja) | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP2000336244A (ja) | 液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 | |
JPH10237157A (ja) | 液状樹脂組成物および該液状樹脂組成物を使用して作製した半導体装置 | |
JP3645739B2 (ja) | 液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 | |
JP4736406B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
KR100543092B1 (ko) | 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 | |
KR100809454B1 (ko) | 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 | |
JP2002293880A (ja) | 液状封止樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置 | |
KR100870078B1 (ko) | 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한반도체 소자 | |
JPH03116952A (ja) | 半導体装置 | |
JP2002121356A (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
JP4765159B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 | |
KR100779903B1 (ko) | 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한반도체 소자 | |
JP2008156403A (ja) | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070131 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070209 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070410 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070508 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110518 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110518 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120518 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130518 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |