JPH04351629A - 半導体封止用樹脂組成物 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトランジスタ、ＩＣ及び
ＬＳＩなどのいわゆる半導体素子類をトランスファ成形
等により封止するために使用し、耐熱性、耐熱衝撃性、
硬化性、金型汚れ性等に優れる半導体封止用樹脂組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】エポキシ樹脂組成物は他の熱硬化性樹脂
組成物と比べ、電気特性、耐湿性、成形性、接着性等の
バランスが優れ、更に比較的低コストであるため、現在
半導体封止用樹脂組成物の主流となっている。

【０００３】一方、近年ＩＣの高密度実装化に伴うＱＦ
Ｐ、ＳＯＰ、ＳＯＪ等の表面実装型パッケージの増大化
や素子の大形化に伴い、半導体封止用樹脂組成物には、
従来の成形性、耐湿性、耐熱衝撃性に加え、新たに耐は
んだリフロー性が要求されている。上記課題を解決する
には封止剤の高耐熱化が必要であるが、従来のエポキシ
樹脂では限界がある。耐熱性を有する樹脂としては、剛
直性のある分子構造を有するビスマレイミドが有効であ
り、例えば耐熱積層板等に用いられているジアミン硬化
型ビスマレイミド（ポリアミノビスマレイミド）や、ア
リル化合物硬化によるビスマレイミドなどがある。しか
し、半導体封止用樹脂組成物に適用した場合、従来のフ
ェノールノボラック硬化によるエポキシ樹脂と比較し、
耐熱性は優れるものの硬化性や流動性等の成形性が大き
く低下し、さらに可撓性に劣るため耐熱衝撃性も悪い。

【０００４】また、エポキシ樹脂の硬化剤に上記ポリア
ミノビスマレイミドを用いる系は、成形性は良好である
ものの耐熱衝撃性は依然悪く、組成物の可撓化が必要で
ある。可撓性向上のためには、シリコーン可撓剤が有効
であるが、単純に液状シリコーンを添加しただけでは金
型汚れが発生する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記観点から
なされたものであり、耐はんだリフロー性（耐熱性）、
成形性、金型汚れ性更に耐熱衝撃性に優れる半導体封止
用樹脂組成物を得ようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を行った結果、エポキシ樹脂の硬
化剤にポリアミノビスマレイミドを用い、更に可撓剤と
してカルボキシル基含有オルガノシロキサンとエポキシ
樹脂とを反応させてなる重合体を用いることにより、上
記問題を解決できることを見出し、この知見に基づいて
本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化促進剤、（Ｃ）充填剤、（Ｄ）硬化剤として
一般式（１）

【化１】 （式中のＲは２価の炭化水素基である。）で表されるビ
スマレイミドと一般式（２）

【化２】 （式中のＲ１、Ｒ２は水素、メチル基、エチル基又はト
リフルオロメチル基であり、互いに同じであっても異な
っていてもよい。）で表されるジアミンとを加熱反応さ
せて得られるポリアミノビスマレイミド及び（Ｅ）可撓
剤としてカルボキシル基含有オルガノシロキサンとエポ
キシ樹脂とを反応させてなる重合体からなることを特徴
とする半導体封止用樹脂組成物を提供するものである。

【０００８】以下に本発明を具体的に説明する。本発明
に用いるエポキシ樹脂としては、フェノール、クレゾー
ル、ビスフェノールＡ等とホルムアルデヒド、サリチル
アルデヒド等を酸性触媒下で縮合させて得られる樹脂を
原料として、エピクロルヒドリンでグリシジルエーテル
化するなどしてエポキシ化したエポキシ樹脂や、ビフェ
ニル骨格型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキシ樹
脂などが用いられる。この際樹脂のエポキシ当量は１０
０〜３００が好ましく、更に１５０〜２００が硬化性の
点で優れている。

【０００９】一般式（１）のビスマレイミドとしては、
Ｎ，Ｎ′−４，４′−ジフェニルメタンビスマレイミド
、ビス−（３−エチル−４−マレイミド−５−メチルフ
ェニル）メタン、Ｎ′−４，４′−ジフェニルエーテル
ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−４，４′−ジフェニルスル
フォンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ−ｍ−フェニレンビスマ
レイミド、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノ
キシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−マレイミ
ドフェノキシ）フェニル］メタン等がある。一般式（２
）のジアミンとしてはビス［４−（４−アミノフェノキ
シ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェ
ノキシ）フェニル］メタン、１，１，１，３，３，３−
ヘキサフルオロ−２，２−ビス［４−（４−アミノフェ
ノキシ）フェニル］プロパン等がある。エポキシの硬化
剤となるポリアミノビスマレイミドは、上記ビスマレイ
ミドとジアミンを加熱反応させることにより得られるが
、その際のモル比は、０．２＜ビスマレイミド／ジアミ
ン＜２．０が好適であり、０．２以下では耐熱性に劣る
ことがあり、２．０以上では、硬化性、耐熱衝撃性に劣
ることがある。

【００１０】エポキシ樹脂と、合成したポリアミノビス
マレイミド硬化剤の重量比は、０．５＜エポキシ樹脂／
硬化剤＜２．０が良く、０．５以下では流動性が悪くな
ることがあり、２．０以上では、硬化性が低下すること
がある。

【００１１】エポキシ樹脂とポリアミノビスマレイミド
硬化剤との反応を促進するためには硬化促進剤を用いる
。具体的にはトリブチルアミン、１，８−ジアザビシク
ロ（５，４，０）ウンデセン−７のようなアミン類、ト
リフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウム
テトラフェニルボレートのようなホスフィン類、イミダ
ゾール類等があるが、硬化性の点で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−
メチルイミダゾールのようなイミダゾール類が最も良好
である。

【００１２】次に、金型汚れ性の良好な可撓剤としては
、カルボキシル基含有オルガノシロキサンとエポキシ樹
脂とを反応させてなる重合体が有効である。カルボキシ
ル基の位置は、両末端、側鎖いずれでも良いが、重合度
は１０〜３００が好適であり、１０未満では可撓性に劣
り、３００を超えると組成物の流動性が低下する。重合
体の合成は、トルエン、メチルイソブチルケトン等の有
機溶剤下、エポキシ樹脂とシリコーンをトリフェニルホ
スフィン等の反応触媒を用い数時間還流し、溶剤を減圧
除去することで容易に合成できる。

【００１３】本発明に用いられる充填剤としては、シリ
カ、ガラス、タルク、マイカ、アスベスト、アルミナ等
を用いることができるが、シリカ、ガラス、アルミナが
耐湿性の点で優れている。配合量は、エポキシ樹脂、硬
化促進剤、充填剤、硬化剤及び可撓剤の全樹脂１００重
量部に対し１００〜７００重量部が良好であり、１００
重量部未満では耐熱性が低下し、また７００重量部を超
えると流動性が著しく失われることがある。

【００１４】本発明の樹脂組成物には必要に応じて離型
剤、着色剤、難燃剤、難燃助剤、カップリング剤等を使
用することもできる。特にカップリング剤は充填剤の効
果を有効に発揮させるために重要でありエポキシシラン
、アミノシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、アル
キルシラン等を単独あるいは併用して用いる。

【００１５】本発明の樹脂組成物は、上記の各素材をミ
キシングロールで加熱しながら混練する方法により製造
することができる。得られた樹脂組成物は、トランスフ
ァー成形により成形する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明するが
本発明はこれに限定されるものではない。実施例を示す
前に、組成物の製造方法、物性の測定方法を以下に示す
。 （１）ポリアミノビスマレイミドの合成方法ジアミンを
フラスコに仕込み１４０℃で溶融させたのち、ビスマレ
イミドを１４０℃で１０分〜１２分で添加した。その後
樹脂を直ちにバットにあけ冷却した。

【００１７】（２）樹脂組成物の製造方法各素材を配合
し、直径１０インチのミキシングロールにて、前ロール
２２ｒｐｍ、後ロール１８ｒｐｍの条件で常法に従い１
０分間混練した。得られたシート状組成物を粉砕して、
樹脂組成物を得た。

【００１８】（３）スパイラルフロー（ＳＦ）及び熱時
硬度 ＳＦは、ＥＭＭＩ規格に準じた金型を用いて１７５℃、
６．８６ＭＰａ、９０ｓの条件で測定した。また熱時硬
度は硬化性の指標として用い、型開き直後に成形品中央
部の硬度をｓｈｏｒｅ−Ｄ型硬度計で測定した。

【００１９】（４）耐リフロークラック性各組成物を用
い、ＱＦＰパッケージ（２．６ｍｍ厚、テスト素子使用
）を１７５℃・９０ｓの条件で成形し、更に１７５℃・
６ｈアフタキュアし、試験用パッケージを作製した。そ
の後パッケージを８５℃・８５％で任意の時間吸湿した
後、２１５℃・９０ｓの条件でＶＰＳリフローし、クラ
ックの有無を観察した。

【００２０】（５）金型汚れ性 （４）でパッケージを成形した際に、金型の汚れ性を目
視で観察した。

【００２１】（６）耐熱衝撃性 ＱＦＰパッケージ（２．０ｍｍ厚、テスト素子使用）を
用い、液体窒素（２分）←→１５０℃（２分）を１サイ
クルとして評価した。

【００２２】実施例１〜４、比較例１〜２表１に用いた
主な原材料、表２に樹脂組成物の配合と物性を示す。実
施例１〜４は比較例１〜２と比べ流動性、硬化性、耐リ
フロークラック性、金型汚れ性、耐熱衝撃性等に優れて
いることがわかる。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】１）　　２−フェニル−４−メチルイミダ
ゾール ２）　　２−フェニルイミダゾール ３）　　５０％不良発生サイクル数（サイクル）４）　
　８５℃／８５％吸湿でのリフロークラック発生時間（
時間）

【発明の効果】本発明の半導体封止用樹脂組成物は、耐
熱性、耐熱衝撃性、硬化性、金型汚れ性等に優れ、その
工業的価値は大きい。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化促進
   剤、（Ｃ）充填剤、（Ｄ）硬化剤として一般式（１）【
   化１】 （式中のＲは２価の炭化水素基である。）で表されるビ
   スマレイミドと一般式（２） 【化２】 （式中のＲ１、Ｒ２は水素、メチル基、エチル基又はト
   リフルオロメチル基であり、互に同じであっても異なっ
   ていてもよい。）で表されるジアミンとを加熱反応させ
   て得られるポリアミノビスマレイミド及び（Ｅ）可撓剤
   としてカルボキシル基含有オルガノシロキサンとエポキ
   シ樹脂とを反応させてなる重合体からなることを特徴と
   する半導体封止用樹脂組成物。
2. 【請求項２】　　カルボキシル基含有オルガノシロキサ
   ンの重合度が１０〜３００である請求項１記載の半導体
   封止用樹脂組成物。