JPH06184272A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH06184272A
JPH06184272A JP4338992A JP33899292A JPH06184272A JP H06184272 A JPH06184272 A JP H06184272A JP 4338992 A JP4338992 A JP 4338992A JP 33899292 A JP33899292 A JP 33899292A JP H06184272 A JPH06184272 A JP H06184272A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin
epoxy
resin composition
solder
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Application number
JP4338992A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Mogi
直樹 茂木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 1,4−ジヒドロキシフェニルジグリシジル
エーテルを総エポキシ樹脂量に対して10〜100重量
%含むエポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤、溶融シリ
カ粉末及びトリフェニルホスフィンを含有する半導体封
止用エポキシ樹脂組成物。 【効果】 耐半田クラック性に非常に優れ、かつ耐湿性
に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスの表面実
装化における耐半田ストレス性に優れた半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスタ、集積
回路等の電子部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特
に集積回路では耐熱性、耐湿性に優れたオルソクレゾー
ルノボラックエポキシ樹脂をフェノールノボラック樹脂
で硬化させたエポキシ樹脂組成物が用いられている。と
ころが近年、集積回路の高集積化に伴いチップがだんだ
ん大型化し、かつパッケージは従来のDIPタイプから
表面実装化された小型、薄型のQFP,SOP,SO
J,TSOP,TQFP,PLCCに変わってきてい
る。即ち、大型チップを小型で薄いパッケージに封入す
ることになり、熱応力によりクラックが発生し、これら
のクラックによる耐湿性の低下等の問題が大きくクロー
ズアップされている。特に半田付けの工程において急激
に200℃以上の高温にさらされることによりパッケー
ジの割れや樹脂とチップの剥離により耐湿性が劣化して
しまうといった問題点がでてきている。従って、これら
の大型チップを封止するのに適した信頼性の高い半導体
封止用樹脂組成物の開発が望まれている。
【0003】これらの問題を解決するためにエポキシ樹
脂として下記式(2)で示されるエポキシ化合物の使用
(特開昭64−65116号公報)が
【0004】
【化2】 (式中のR1 〜R8 は水素、ハロゲン、アルキル基の中
から選択される同一もしくは異なる原子または基)
【0005】検討されてきた。式(2)で示されるエポ
キシ化合物の使用によりレジン系の低粘度化が図られ、
従って溶融シリカ等の無機充填材を更に多く配合するこ
とにより組成物の成形後の低熱膨張化及び低吸水化が図
られ、耐半田ストレス性の向上が得られている。ただ
し、このエポキシ化合物を用いても無機充填材を多く配
合することに対して限界が有り、更に耐半田ストレス性
の向上を図るために、無機充填材を多く配合できるよう
な樹脂系を用いる必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な問
題点に対して、エポキシ樹脂として式(1)で示される
エポキシ化合物を用いることにより、レジン系の低粘度
化を達成せしめ、リードフレーム及び半導体チップとの
濡れ性の増加により接着性の向上を図り、また更に多く
の無機充填材を配合することにより、硬化物の低熱膨張
化及び低吸水化を図ることにより、基板実装時における
半導体パッケージの耐半田ストレス性を著しく向上させ
た半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供するところに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のエポキシ樹脂組
成物は、エポキシ基を有する化合物として下記式(1)
で示される分子構造のハイドロキノンジグリシジルエー
テルを、
【0008】
【化3】 (式中のR1 〜R4 は、水素、ハロゲン、アルキル基の
中から選択される同一もしくは異なる原子または基)
【0009】総エポキシ樹脂に対して10〜100重量
%含むエポキシ樹脂を用いることを特徴とし、過去のエ
ポキシ樹脂組成物に比べ優れた流動性と耐半田クラック
性を有するものである。
【0010】式(1)の分子構造で示されるハイドロキ
ノンジグリシジルエーテルは、ハイドロキノン類をグリ
シジルエーテル化することによって得られる1分子中に
2個のエポキシ基を有する2官能性モノマーで、従来の
多官能性エポキシ樹脂に比べ溶融粘度が低くトランスフ
ァー成形時の流動性に優れる。従って組成物中の無機充
填材を多く配合することができ、低熱膨張化及び低吸水
化が図られ、耐半田クラック性に優れるエポキシ樹脂組
成物を得ることができる。このハイドロキノンジグリシ
ジルエーテルの使用量はこれを調節することにより耐半
田クラック性を最大限に引き出すことができる。耐半田
クラック性の効果を引き出すためには式(1)で示され
るハイドロキノンジグリシジルエーテルを総エポキシ樹
脂化合物量の10重量%以上、好ましくは30重量%以
上の使用が望ましい。10重量%未満だと流動性及びリ
ードフレーム、半導体チップとの接着性、低熱膨張化、
低吸水化が得られず耐半田クラック性が不充分である。
更に式中のR1 〜R4 は水素原子が好ましい。
【0011】式(1)で示されるハイドロキノンジグリ
シジルエーテル以外に他のエポキシ化合物を併用する場
合、用いるエポキシ樹脂としてはエポキシ基を有するモ
ノマー、オリゴマー、ポリマー全般をいう。例えば、ビ
フェニル型エポキシ化合物、ビスフェノール型エポキシ
化合物、フェノー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、トリフェノールメタン
型エポキシ化合物、アルキル変性トリフェノールメタン
型エポキシ化合物及びトリアジン核含有エポキシ樹脂等
のことをいう。
【0012】本発明で用いる硬化剤としては、フェノー
ルノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシク
ロペンタジエン変性フェノール樹脂、パラキシレン変性
フェノール樹脂、ナフトール変性フェノール樹脂、フェ
ノール類とベンズアルデヒドあるいはナフチルアルデヒ
ドとの縮合物、トリフェノールメタン化合物等が挙げら
れ、特にフェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジ
エン変性フェノール樹脂、パラキシレン変性フェノール
樹脂及びこれらの混合物が好ましい。また、これらの硬
化剤の配合量としてはエポキシ化合物のエポキシ基数と
硬化剤の水酸基数を合わせるように配合することが好ま
しい。
【0013】本発明で用いる無機充填材としては、溶融
シリカ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、2次凝
集シリカ粉末、多孔質シリカ粉末、アルミナ等が挙げら
れ、特に溶融シリカ粉末、球状シリカ粉末、及び溶融シ
リカ粉末と球状シリカ粉末との混合物が好ましい。ま
た、無機充填材の配合量としては、耐半田クラック性と
成形性及び流動性のバランスから総エポキシ樹脂組成物
量に対して70〜90重量%が好ましい。
【0014】本発明に使用される硬化促進剤はエポキシ
基と水酸基との硬化反応を促進させるもであればよく、
一般に封止材料に使用されているものを広く使用するこ
とができる。例えばジアザビシクロウンデセン(DB
U)、トリフェニルホスフィン(TPP)、ジメチルベ
ンジルアミン(BDMA)や2−メチルイミダゾール
(2MZ)等が挙げられ、これらは単独もしくは2種類
以上混合して用いられる。
【0015】本発明のエポキシ樹脂組成物はエポキシ樹
脂、硬化剤、無機充填材及び硬化促進剤を必須成分とす
るが、これ以外に必要に応じてシランカップリング剤、
ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、ヘキサブロ
ムベンゼン等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等
の着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型剤及び
シリコーンオイル、ゴム等の低応力添加剤等の種々の添
加剤を適宜配合しても差し支えがない。
【0016】また、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物
を成形材料として製造するには、エポキシ樹脂、硬化
剤、硬化促進剤、充填材、その他の添加剤をミキサー等
によって充分に均一に混合した後、更に熱ロールまたは
ニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して封止材料とす
ることができる。これらの成形材料は電気部品あるいは
電子部品であるトランジスタ、集積回路等の被覆、絶
縁、封止等に適用することができる。
【0017】以下本発明を実施例で具体的に説明する。
【実施例】
実施例1 下記組成物 式(3)で示されるエポキシ化合物(融点110℃、エポキシ当量130g/ eq) 9.0重量部
【0018】
【化4】
【0019】 式(4)で示されるエポキシ化合物(融点110℃、エポキシ当量190g/ eq) 3.0重量部
【0020】
【化5】
【0021】 フェノールノボラック樹脂硬化剤(軟化点90℃、水酸基当量105g/eq ) 8.8重量部 溶融シリカ粉末 78重量部 トリフェニルホスフィン 0.2重量部 カーボンブラック 0.5重量部 カルナバワックス 0.5重量部 をミキサーで常温で混合し、70〜100℃で2軸ロー
ルにより混練し、冷却後粉砕して成形材料とした。粉砕
して得られた成形材料を、スパイラルフロー用試験金型
を用い、175℃、70kg/cm2 、120秒の条件
でスパイラルフローを測定(EMMI−1−66に準ず
る)した。更に得られた成形材料をタブレット化し、低
圧トランスファー成形機にて175℃、70kg/cm
2 、120秒の条件で半田クラック試験用として6×6
mmのチップを52pQFPに封止し、また半田耐湿性
試験用として3×6mmのチップを16pSOPに封止
した。封止したテスト用素子について下記の半田クラッ
ク試験及び半田耐湿性試験を行った。
【0022】半田クラック試験:封止したテスト用素子
を85℃、85%RHの環境下で48時間及び72時間
処理し、その後260℃の半田槽に10秒間浸漬後、顕
微鏡で外部クラックを観察した。 半田耐湿性試験:封止したテスト用素子を85℃、85
%RHの環境下で72時間処理し、その後260℃の半
田槽に10秒間浸漬後、プレッシャークッカー試験(1
25℃、100%RH)を行い、回路のオープン不良を
測定した。 試験結果を表1に示す。
【0023】実施例2〜6 表1の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成形
材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品を
得、この成形品を用いて実施例1と同様に半田クラック
試験及び半田耐湿性試験を行った。試験結果を表1に示
す。
【0024】比較例1 表1の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成形
材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形品を
得、この成形品を用いて実施例1と同様に半田クラック
試験及び半田耐湿性試験を行った。試験結果を表1に示
す。
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、耐半田
クラック性に非常に優れ、かつ耐湿性にも優れている。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)下記式(1)で示されるエポキシ
    化合物 【化1】 (式中のR1 〜R4 は、水素、ハロゲン、アルキル基の
    中から選択される同一もしくは異なる原子または基)を
    総エポキシ樹脂量に対して10〜100重量%含むエポ
    キシ樹脂、(B)フェノール樹脂硬化剤、(C)無機充
    填材および(D)硬化促進剤を必須成分とすることを特
    徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
JP4338992A 1992-12-18 1992-12-18 エポキシ樹脂組成物 Pending JPH06184272A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002294036A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Toray Ind Inc 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置
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WO2009110424A1 (ja) * 2008-03-03 2009-09-11 新日鐵化学株式会社 変性エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及び硬化物

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