JPH03143914A

JPH03143914A - エポキシ樹脂組成物及び半導体封止装置

Info

Publication number: JPH03143914A
Application number: JP27973189A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Matsuzawa; 主松沢
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1991-06-19
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2803053B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、明るい明度を有するとともに色ムラのない外
観特性に優れたエポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物
により封止された半導体封止装置に関する。

（従来の技術）近年、半導体装置の封止方法は、金属もしくはセラミッ
クによるハーメチック方式に代って、エポキシ樹脂組成
物で樹脂封止をする方法が主流となっている。　樹脂封
止の方法が主流となった理由は、エポキシ樹脂組成物が
特性、量産性、信頼性、価格面などで優れているためで
あるが、多くは黒色あるいは明度の比較的暗いものが使
用されていた。　かかる黒色の樹脂封止用エポキシ樹脂
組成物では、エポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹
脂等を主成分とし、それぞれを粉砕して常温で混合し、
さらに９０〜９５℃程度で混練して冷却した後、粉砕し
て得た成形材料が好適である。

ところが、光半導体素子では、透明なものや、白色、緑
色等の外観特性のよい黒以外の色相のものが必要である
とともに、最近はハイレベルの特性が要求されている。

（発明が解決しようとする課！！り外股が白色のフォトカプラ等では、エポキシ樹脂とノボ
ラック型フェノール樹脂とを前記常法で混合・混練した
従来の半導体封止用樹脂組成物では、半導体装置表面に
おける色ムラの発生という問題がある。　すなわち、従
来の組成物中には未反応のノボラック型フェノール樹脂
がかなり残存しており、加熱すると空気中の酸素によっ
て酸化され黒褐色に変化するから、封止工程において成
形後加熱すると、半導体装置表面の未反応ノボラック型
フェノール樹脂が酸化され黒褐色となり色ムラとなるの
である。　エポキシ樹脂とノボラック型フェノール樹脂
との組成物では、それらの混合が十分でないと特に色ム
ラが顕著となる傾向がある。　このように外観が黒色で
ある半導体装置では問題とならながった色ムラが、黒色
以外の白色、緑色、透明等の外観の半導体装置では問題
となってきた。

本発明は、上記の欠点・問題点を解消・解決するために
なされたもので、色ムラがなく外観特性に優れ、黒色以
外の白色、緑色、透明等外観を有する装置に好適なエポ
キシ樹脂組成物、および同様な長所を有する半導体封止
装置を提供しようとするものである。

［発明の梢成］（課題を解決するための手段）本発明者は、上記の目的を連成しようと鋭意研究を重ね
た結果、後述の組成物が上記目的を満足させることがで
きることを見い辷し本発明を完成したものである。

すなわち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂中に、ノボラック型フェノールｖＩ
Ｉ脂を、実質的に空気遮断状態で均一・に溶解したフェ
ノール変性エポキシ樹脂、及び（Ｂ）無機質充填剤を必須成分とし、前記（Ｂ）無機質充填剤を樹脂組成物
に対して２５〜９０重量％の割合に含有することを特徴
とするエポキシ樹脂組成物、およびその樹脂組成物で封
止した半導体封止装置である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の（Ａ＞フェノール変性エポキシ樹脂は、エポキ
シ樹脂中にノボラック型フェノール樹脂を実質的に空気
遮断状態で均一に溶解しものである。

ここで用いるエポキシ樹脂としては、その分子中にエポ
キシ基を少なくとも２個有する化合物である限り、分子
横道、分子量などに特に限定はなく、一般に使用されて
いるエポキシ樹脂を広く包含することができる。　例え
ばビスフェノール型の芳香族系、シクロヘキサン誘導体
等の脂環族系、さらに次の一般式で示されるエポキシノ
ボラック系等の樹脂が挙げられる。

（但し、式中Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子又はアルキ
ル基を、Ｒ２は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上
の整数をそれぞれ表す）これらのエポキシ樹脂は単独又は２種以上混合して使用
することができる。

また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
ヒドあるいはパラホルムアルデヒド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
、例えばエポキシ化ら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、これらは単独又は２種以上混
合して使用することができる。　溶解をするノボラック
型フェノール樹脂の割合は、エポキシ樹脂のエボキシ基
（Ｘ）とノボラック型フェノール樹脂のフェノール性水
酸基（Ｙ）とのモル比［（Ｘ）／（Ｙ）］が０．１〜１
０の範囲内にあることが望ましい、　このモル比が０．
１未満らしくは１０を超えると、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。

エポキシ樹脂中にノボラック型フェノール樹脂を実質的
に空気遮断状態で均一に溶解するには、（ｉ）窒素、ア
ルゴン等の不活性ガス雰囲気中で５０″Ｃ以上に加熱溶
解し均一に溶解するか、（１１）１００　Ｔｏｒｒ以下
の減圧下で５０℃以上に加熱溶融し均一に溶解する。　
また、（ｉｉｉ　）常温においてメチルイソブチルゲト
ン等の溶剤にエポキシ樹脂を溶解し、次にノボラック型
フェノール樹脂を加えて均一に溶解し、その後１００Ｔ
　ｏｒｒ以下に減圧し５０°Ｃ以上に加熱し溶剤を除去
して得ることかできる。　エポキシ樹脂にノボラック型
フェノール樹脂を均一に溶解する方法は、（ｉ）ないし
く１ｉｉ）の組合せあるいはそれらに準するいかなる方
法でもよい。

本発明に使用する（Ｂ）無機質充填剤としては、シリカ
粉末、アルミナ、タルク、三酸化アンチモン、炭酸カル
シウム、チタンホワイト、クレーマイカ、ベンガラ等が
挙げられ、これらは単独もしくは２種以上混合して用い
る。　無機質充填剤の配合割合は、樹脂ｍ放物に対して
２５〜９０重量％含有することが望ましい。　その割合
が２５重量％未満では、耐湿性、耐熱性および機械的特
性更に成形性に劣り好ましくない。　また、９０重量％
を超えるとカサバリが大きくなり成形性が悪く実用に適
さない。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、フェノール変性エポキ
シ樹脂及び無機質充填剤を・２−須成分とするが、必要
に応じて例えば天然シックス類、合成ワックス類、直鎖
脂肪酸の金属塩、酸アミド、ニスデル類、パラフィン類
等の離型剤、塩素化パラフィン、ブロムトルエン、ヘキ
サブロムベンゼン、＝酸化アンチモン等の難燃剤、チタ
ンホワイト等の着色剤、シランカンプリング剤、硬化促
進剤などを適宜添加配合することらできる。

本発明のエポキシ樹脂組成物および半導体封止装置は、
次のようにして製造することができる。

フェノール変性エポキシ樹脂、無機質充填剤、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
さに粉砕してエポキシ樹脂組成物とした。　この組成物
を用いて、低圧トランスファー成形や、インジェクショ
ン成形、圧縮成形、注型等によって容易に封止して半導
体封止装置をｌ造することができる。　ここでいう半導
体封止装置とは、例えばフォトカプラ、フォトトランジ
スタ等であって、外観が黒色以外の半導体装置であり、
特に限定されるものではない。

（実施例）次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発
明は以下の実施例に限定されるものではない、　以下、
実施例および比較例において「％Ｊとは「重量％」を意
味する。

実施例　１クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量２１
５　）　６４％と、ノボラック型フェノール樹脂３６％
を、１３０℃、　１０Ｔｏｒｒ　／）窒素雰囲気中で撹
拌混合し、完全にノボラック型フェノール樹脂を溶解し
た後、１０Ｔ　ｏｒｒのまま冷却し、常圧に戻して粉砕
しフェノール変性エポキシ樹脂を得た。　次のこのフェ
ノール変性エポキシ樹脂２８％、シリカ粉末６６％、チ
タンホワイト５％および高級脂肪酸エステル１％を常温
で混合し、さらに９０〜９５℃で混練して冷却後、粉砕
してエポキシ樹脂組成物を製造した。　この組成物をタ
ブレット化し、予然してトランスファー成形で１７０℃
に加熱した金型内に注入し硬化させた。　その後１７５
°Ｃで１０時間加熱処理をして半導体封止装置を製造し
た。

実艙例　２クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当１２１
５　）　６４％をメチルインブチルゲトン３６％に溶解
した。　この溶液に３６％のノボラック型フェノール樹
脂を加えて攪ｔ’ｌ“混合して完全に溶解させる。　そ
の後、１００°Ｃ，１０１’ｏｒｒの条件でメチルイソ
ブチルゲトンを除去し、１０Ｔｏｒｒの状態で冷却し、
常圧に戻して粉砕してフェノール変性エポキシ樹脂を得
た。　以下、実方麩例１と同一にしてエポキシ樹脂組成
物を得て、次いで半導体封止装置を製造した。

比較例クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量２１
５　＞　１８％、ノボラック型フェノール樹脂１０％、
シリカ粉末６６％、チタンホワイト５％および高級脂肪
酸エステル１％を混合し、以下実施例１と同一にしてエ
ポキシ樹脂組成物を得、また半導体封止装置を製造した
。

実施例１〜２および比較例で製造した半導体封止装置を
、目視で外観テストを行った。　その結果を第１表に示
したが本発明は色ムラがなく、本発明の顕著な効果が確
認された。

＊：それぞれ１００個の半導体封止装置をつくり、直径
１１以上の黒褐色の斑点のあるるものを不良として示し
た。

［発明の効果コ以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
エポキシ樹脂組成物は、色ムラがなく外観特性に優れた
もので、白色や緑色又透明等黒色以外の半導体装置の封
止に好適である。　また、このエポキシ樹脂組成物で封
止する半導体封止装置の発明によれば、外装の四度が叩
るくで外観に優れ、信頼性の高い半導体封止装置を製造
することができる。

Claims

【特許請求の範囲】１　（Ａ）エポキシ樹脂中に、ノボラック型フェノール
樹脂を、実質的に空気遮断状態で均一に溶解したフェノール変性エポキシ樹脂、及び（Ｂ）無機質充填剤を必須成分とし、前記（Ｂ）無機質充填剤を樹脂組成物
に対して２５〜９０重量％の割合に含有することを特徴
とするエポキシ樹脂組成物。２　（Ａ）エポキシ樹脂中に、ノボラック型フェノール
樹脂を、実質的に空気遮断状態で均一に溶解したフェノール変性エポキシ樹脂、及び（Ｂ）無機質充填剤を必須成分とし、前記（Ｂ）の無機質充填剤を樹脂組成
物に対して２５〜９０重量％の割合に含有するエポキシ
樹脂組成物で封止したことを特徴とする半導体封止装置
。