JPH06200125A - 半導体封止用低圧トランスファ成形材料 - Google Patents
半導体封止用低圧トランスファ成形材料Info
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- JPH06200125A JPH06200125A JP1673793A JP1673793A JPH06200125A JP H06200125 A JPH06200125 A JP H06200125A JP 1673793 A JP1673793 A JP 1673793A JP 1673793 A JP1673793 A JP 1673793A JP H06200125 A JPH06200125 A JP H06200125A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低吸湿性で、はんだ耐熱性の良好な、成形性
に優れた半導体封止用低圧トランスファ成形材料を提供
することにある。 【構成】 （ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化剤、（ｃ）
硬化促進剤、（ｄ）充填剤を必須成分とし、（ｄ）充填
剤中の主成分が溶融シリカで、全組成物中の充填剤量が
８８ｗｔ％以上であり、かつ、１７５℃における最低溶
融粘度が５００ポイズ以下である半導体封止用低圧トラ
ンスファ成形材料あって、特に溶融シリカとして球状シ
リカを用い、それぞれ異なる粒度分布を有する大きい平
均粒径を有する球状シリカと小さい粒径を有する球状シ
リカを用いる。
に優れた半導体封止用低圧トランスファ成形材料を提供
することにある。 【構成】 （ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化剤、（ｃ）
硬化促進剤、（ｄ）充填剤を必須成分とし、（ｄ）充填
剤中の主成分が溶融シリカで、全組成物中の充填剤量が
８８ｗｔ％以上であり、かつ、１７５℃における最低溶
融粘度が５００ポイズ以下である半導体封止用低圧トラ
ンスファ成形材料あって、特に溶融シリカとして球状シ
リカを用い、それぞれ異なる粒度分布を有する大きい平
均粒径を有する球状シリカと小さい粒径を有する球状シ
リカを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器に使用される
エポキシ封止半導体装置が回路基板への表面実装時に受
けるはんだ付けによる熱衝撃を低減し、優れた信頼性を
与えることが可能な、成形性に優れた半導体封止用低圧
トランスファ成形材料に関するものである。
エポキシ封止半導体装置が回路基板への表面実装時に受
けるはんだ付けによる熱衝撃を低減し、優れた信頼性を
与えることが可能な、成形性に優れた半導体封止用低圧
トランスファ成形材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、コイル、コンデンサ、トラン
ジスタ、ＩＣ等の電子部品の封止用途では、機械的強度
等の材料特性面での要求を満たし、生産性にも優れてい
ることから、エポキシ成形材料による、低圧トランスフ
ァ成形が広範に行われている。このエポキシ成形材料
は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、充填剤を主成
分とし、着色剤、難燃剤、離型剤、カップリング剤等の
他、応力特性、耐湿性、密着性等を改善するための各種
添加剤を含んでいる。
ジスタ、ＩＣ等の電子部品の封止用途では、機械的強度
等の材料特性面での要求を満たし、生産性にも優れてい
ることから、エポキシ成形材料による、低圧トランスフ
ァ成形が広範に行われている。このエポキシ成形材料
は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、充填剤を主成
分とし、着色剤、難燃剤、離型剤、カップリング剤等の
他、応力特性、耐湿性、密着性等を改善するための各種
添加剤を含んでいる。
【０００３】この用途では、硬化性、耐熱性、耐湿性と
いった観点から、フェノール硬化型エポキシ樹脂が樹脂
成分として使用されている。広く用いられている主なエ
ポキシ樹脂はオルソクレゾールノボラックのグリシジル
エーテルであり、最近、ビフェニル骨格やナフタレン骨
格を有するエポキシ樹脂が一部使用されるようになって
きた。
いった観点から、フェノール硬化型エポキシ樹脂が樹脂
成分として使用されている。広く用いられている主なエ
ポキシ樹脂はオルソクレゾールノボラックのグリシジル
エーテルであり、最近、ビフェニル骨格やナフタレン骨
格を有するエポキシ樹脂が一部使用されるようになって
きた。
【０００４】硬化剤としては、フェノール性ＯＨ基を有
するものが広く使用されており、フェノールノボラック
が最も一般的である他、ナフトール等を分子中に有する
ものや、各種改質用途にテルペン骨格、ジシクロペンタ
ジエン骨格を有するものが提案されている。
するものが広く使用されており、フェノールノボラック
が最も一般的である他、ナフトール等を分子中に有する
ものや、各種改質用途にテルペン骨格、ジシクロペンタ
ジエン骨格を有するものが提案されている。
【０００５】一方で機械的強度の向上や吸湿性の改善の
ため、これら樹脂成分にシリカを主成分とする充填剤が
相当量混合される。充填剤の添加量は成形材料の機械的
強度が充分発揮され、かつ、成形性が損なわれない範囲
で混合されるが、従来の技術では、全組成物の６０〜８
５重量％の範囲で混合されている。
ため、これら樹脂成分にシリカを主成分とする充填剤が
相当量混合される。充填剤の添加量は成形材料の機械的
強度が充分発揮され、かつ、成形性が損なわれない範囲
で混合されるが、従来の技術では、全組成物の６０〜８
５重量％の範囲で混合されている。
【０００６】充填剤の高充填化のために検討されてきた
技術としては、ビフェニル骨格を有する２官能性の低粘
度エポキシを用いる技術、充填剤の主成分として球状シ
リカを用いる技術などがあるが、いずれの技術を用いて
も優れた成形性を維持したまま、全組成物の８８重量％
以上の高充填を達成できた例は無かった。
技術としては、ビフェニル骨格を有する２官能性の低粘
度エポキシを用いる技術、充填剤の主成分として球状シ
リカを用いる技術などがあるが、いずれの技術を用いて
も優れた成形性を維持したまま、全組成物の８８重量％
以上の高充填を達成できた例は無かった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年電子機器の軽薄短
小化は、急激に進展し、電子部品の回路基板に対する実
装は、従来の挿入方式から表面実装方式へ急速に移行し
つつある。表面実装方式では、はんだ実装面に電子部品
本体が実装されるため、フローはんだ、リフローはんだ
のいずれのはんだ付け方法においても、２００℃以上、
最大約２６０℃という非常な高温に、電子部品本体が晒
される。
小化は、急激に進展し、電子部品の回路基板に対する実
装は、従来の挿入方式から表面実装方式へ急速に移行し
つつある。表面実装方式では、はんだ実装面に電子部品
本体が実装されるため、フローはんだ、リフローはんだ
のいずれのはんだ付け方法においても、２００℃以上、
最大約２６０℃という非常な高温に、電子部品本体が晒
される。
【０００８】特にエポキシ封止半導体装置には、この熱
衝撃のためにパッケージの樹脂硬化物中の吸湿水分が急
激に装置内で膨張し、クラックを発生したり、界面剥離
を生じさせ信頼性を悪化させるという重大問題、所謂は
んだ耐熱性の問題がある。
衝撃のためにパッケージの樹脂硬化物中の吸湿水分が急
激に装置内で膨張し、クラックを発生したり、界面剥離
を生じさせ信頼性を悪化させるという重大問題、所謂は
んだ耐熱性の問題がある。
【０００９】本発明は、かかる問題を解決するために成
されたものであり、低吸湿性で、はんだ耐熱性の良好
な、成形性に優れた半導体封止用低圧トランスファ成形
材料を提供することを目的とする。
されたものであり、低吸湿性で、はんだ耐熱性の良好
な、成形性に優れた半導体封止用低圧トランスファ成形
材料を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、充填剤の８
８重量％以上の高充填を達成することにより、エポキシ
封止半導体装置の吸湿を極小に抑さえて、はんだ耐熱性
を向上させるとともに、充填剤の高充填による溶融粘度
の上昇を５００ポイズ以下に抑さえることにより成形性
を両立できることを見い出し、発明を完成するに至った
ものである。特に、粘度の上昇を抑さえる手段として、
シリカの形状を球状とすること、球状シリカの粒度分布
を最密充填粒度分布に調整し、かつ、比表面積の著しい
増大を規制すること、球状シリカの粗粒を減少させるこ
とにより、最大限の効果が期待できることを明らかにし
た。
８重量％以上の高充填を達成することにより、エポキシ
封止半導体装置の吸湿を極小に抑さえて、はんだ耐熱性
を向上させるとともに、充填剤の高充填による溶融粘度
の上昇を５００ポイズ以下に抑さえることにより成形性
を両立できることを見い出し、発明を完成するに至った
ものである。特に、粘度の上昇を抑さえる手段として、
シリカの形状を球状とすること、球状シリカの粒度分布
を最密充填粒度分布に調整し、かつ、比表面積の著しい
増大を規制すること、球状シリカの粗粒を減少させるこ
とにより、最大限の効果が期待できることを明らかにし
た。
【００１１】すなわち本発明は、（ａ）エポキシ樹脂、
（ｂ）硬化剤、（ｃ）硬化促進剤、（ｄ）充填剤を必須
成分とし、（ｄ）充填剤中の主成分が溶融シリカで、全
組成物中の充填剤量が８８重量以上であり、かつ、１７
５℃における最低溶融粘度が５００ポイズ以下であるこ
とを特徴とする半導体封止用低圧トランスファ成形材料
である。
（ｂ）硬化剤、（ｃ）硬化促進剤、（ｄ）充填剤を必須
成分とし、（ｄ）充填剤中の主成分が溶融シリカで、全
組成物中の充填剤量が８８重量以上であり、かつ、１７
５℃における最低溶融粘度が５００ポイズ以下であるこ
とを特徴とする半導体封止用低圧トランスファ成形材料
である。
【００１２】以下に本発明を詳細に説明する。本発明で
用いられる（ａ）エポキシ樹脂としては、１分子中にエ
ポキシ基を有するものであればいかなるものでもよく、
例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナ
フタレンジオール型エポキシ樹脂等や、フェノール、ク
レゾール、ビスフェノールＡ、ナフトール等と、アルデ
ヒド類、キシレングリコール類等を酸性触媒下で単独ま
たは共縮合し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
したものが用いられる。また、難燃性付与を目的とし
て、エポキシ樹脂の一部に上述のエポキシ樹脂の臭素化
物を含むことが可能である。
用いられる（ａ）エポキシ樹脂としては、１分子中にエ
ポキシ基を有するものであればいかなるものでもよく、
例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナ
フタレンジオール型エポキシ樹脂等や、フェノール、ク
レゾール、ビスフェノールＡ、ナフトール等と、アルデ
ヒド類、キシレングリコール類等を酸性触媒下で単独ま
たは共縮合し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
したものが用いられる。また、難燃性付与を目的とし
て、エポキシ樹脂の一部に上述のエポキシ樹脂の臭素化
物を含むことが可能である。
【００１３】本発明で用いられる（ｂ）硬化剤として
は、フェノール性ＯＨ基を有するものを使用することが
でき、その他、酸無水物、アミン類、チオール類等を用
いることもできる。フェノール硬化型では、例えばフェ
ノール、クレゾール、ビスフェノールＡ、ナフトール等
と、アルデヒド類、キシレングリコール類等を酸性触媒
下で、単独または共縮合して得られる樹脂や、テルペン
ジフェノール、フェノール類のジシクロペンタジエン縮
合物や、その誘導体が用いられる。硬化剤のエポキシ樹
脂に対する配合量は、エポキシ当量１に対して、０．５
〜１．２当量の範囲が望ましく、この範囲外では成形性
に重大な欠陥を起こすことがある。
は、フェノール性ＯＨ基を有するものを使用することが
でき、その他、酸無水物、アミン類、チオール類等を用
いることもできる。フェノール硬化型では、例えばフェ
ノール、クレゾール、ビスフェノールＡ、ナフトール等
と、アルデヒド類、キシレングリコール類等を酸性触媒
下で、単独または共縮合して得られる樹脂や、テルペン
ジフェノール、フェノール類のジシクロペンタジエン縮
合物や、その誘導体が用いられる。硬化剤のエポキシ樹
脂に対する配合量は、エポキシ当量１に対して、０．５
〜１．２当量の範囲が望ましく、この範囲外では成形性
に重大な欠陥を起こすことがある。
【００１４】本発明で用いられる（ｃ）硬化促進剤とし
ては、トリブチルアミン、１，８−シアザビシクロ
（５，４，０）ウンデセン−７等のアミン類、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
フェニルボレート等のホスフィン類、２−メチルイミダ
ゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール等のイ
ミダゾール類などが用いられる。
ては、トリブチルアミン、１，８−シアザビシクロ
（５，４，０）ウンデセン−７等のアミン類、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
フェニルボレート等のホスフィン類、２−メチルイミダ
ゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール等のイ
ミダゾール類などが用いられる。
【００１５】本発明で用いられる（ｄ）充填剤として
は、球状の溶融シリカ粉末を、主成分として、充填剤総
量の９０重量％以上用いる必要がある。球状シリカは、
溶射方式で球状に加工したものの他、ゾルゲル法による
再ゲル化過程で球状としたもの、シリカ金属を直接酸化
法により微粉の球状シリカとしたもの等も使用すること
が可能である。
は、球状の溶融シリカ粉末を、主成分として、充填剤総
量の９０重量％以上用いる必要がある。球状シリカは、
溶射方式で球状に加工したものの他、ゾルゲル法による
再ゲル化過程で球状としたもの、シリカ金属を直接酸化
法により微粉の球状シリカとしたもの等も使用すること
が可能である。
【００１６】溶融シリカ以外の充填剤としては、結晶シ
リカ、アルミナ、窒化硅素、窒化アルミなどの無機粉末
等を使用することができる他、難燃助剤として、充填剤
の一部に三酸化アンチモンを使用することができる。
リカ、アルミナ、窒化硅素、窒化アルミなどの無機粉末
等を使用することができる他、難燃助剤として、充填剤
の一部に三酸化アンチモンを使用することができる。
【００１７】粉体の粒度は、粒度の代表値（一般的には
平均粒径）と、粒度分布の広さで表現される。シリカの
場合は、原料や製品の造粒工程として、破砕工程が含ま
れる場合が多く、この場合の粒度分布は、ロジン−ラム
ラー分布則に従うことが知られている。即ち、ロジン−
ラムラー分布則とは、篩径ｘに関して、篩上の粒子重量
の総重量に対する割合をＲ（ｘ）と表すと、 ｌｎＲ（ｘ）＝−ｋｘn ここでｋ、ｎ（分布係数）は定数である。
平均粒径）と、粒度分布の広さで表現される。シリカの
場合は、原料や製品の造粒工程として、破砕工程が含ま
れる場合が多く、この場合の粒度分布は、ロジン−ラム
ラー分布則に従うことが知られている。即ち、ロジン−
ラムラー分布則とは、篩径ｘに関して、篩上の粒子重量
の総重量に対する割合をＲ（ｘ）と表すと、 ｌｎＲ（ｘ）＝−ｋｘn ここでｋ、ｎ（分布係数）は定数である。
【００１８】この他に、粉体の特性を表すものとして重
要なのは、比表面積である。比表面積は、前述の粒度に
よっても大きさが左右されるが、表面状態や微粒子の含
有量によって大きく値を変えるため、粉体の特性を表す
指標として、独自に押さえておかなければならない。
要なのは、比表面積である。比表面積は、前述の粒度に
よっても大きさが左右されるが、表面状態や微粒子の含
有量によって大きく値を変えるため、粉体の特性を表す
指標として、独自に押さえておかなければならない。
【００１９】工業的には、充填剤用シリカの場合は、原
料や製品の造粒工程として、破砕工程が含まれる場合が
多いので、充填剤の粒度分布はロジン−ラムラー分布則
に従うことが多くなる。しかし、充填剤の高充填化を図
るには、最密充填となるような粒度分布をとり、流動に
与える溶融樹脂分を可能なかぎり、粒子と粒子の間に押
し出してやる必要がある。最密充填の理論には色々なも
のがあるが、粒度分布を持った粉体の最密充填理論とし
ては、経験則であるフューラー分布が知られている。
料や製品の造粒工程として、破砕工程が含まれる場合が
多いので、充填剤の粒度分布はロジン−ラムラー分布則
に従うことが多くなる。しかし、充填剤の高充填化を図
るには、最密充填となるような粒度分布をとり、流動に
与える溶融樹脂分を可能なかぎり、粒子と粒子の間に押
し出してやる必要がある。最密充填の理論には色々なも
のがあるが、粒度分布を持った粉体の最密充填理論とし
ては、経験則であるフューラー分布が知られている。
【００２０】ロジン−ラムラー分布と、フューラー分布
は大きく分布形態が異なっており、ロジン−ラムラー分
布を持つ単一粉体でフューラー分布に近付けることは不
可能である。そこで、本発明では、工業的に利用可能な
ロジン−ラムラー分布を持った球状シリカの組合せで高
充填化を可能にするよう検討した。その結果、次のよう
な２峰性の粒度分布を取るように、シリカを混合するこ
とにより、高充填化が図れることを見い出した。
は大きく分布形態が異なっており、ロジン−ラムラー分
布を持つ単一粉体でフューラー分布に近付けることは不
可能である。そこで、本発明では、工業的に利用可能な
ロジン−ラムラー分布を持った球状シリカの組合せで高
充填化を可能にするよう検討した。その結果、次のよう
な２峰性の粒度分布を取るように、シリカを混合するこ
とにより、高充填化が図れることを見い出した。
【００２１】大きい平均粒径を持つ球状シリカの平均粒
径は、１０〜２０μｍの範囲が最も良いことを見い出し
た。また、この分布係数は、一般的な０．８から１．５
の範囲にあることが望ましく、これ以外の範囲で分布が
狭くなっても大きくなっても良い結果は得られなかっ
た。また、比表面積が５ｍ2 ／ｇ以下であれば、チキソ
性の発現による急激な粘度変化を防止できる。
径は、１０〜２０μｍの範囲が最も良いことを見い出し
た。また、この分布係数は、一般的な０．８から１．５
の範囲にあることが望ましく、これ以外の範囲で分布が
狭くなっても大きくなっても良い結果は得られなかっ
た。また、比表面積が５ｍ2 ／ｇ以下であれば、チキソ
性の発現による急激な粘度変化を防止できる。
【００２２】また、小さい平均粒径を持つ球状シリカの
平均粒径は、大きい平均粒径を持つ球状シリカの平均粒
径の約１０分の１、すなわち、０．５〜２μｍの範囲が
良いことを見い出した。また、分布係数は、少し大きめ
の１．５から２．５の範囲にあることが望ましく、これ
以外の範囲で分布が狭くなっても大きくなっても良い結
果は得られなかった。また、比表面積が１５ｍ2 ／ｇ以
下であれば、チキソ性の発現による急激な粘度変化を防
止できる。
平均粒径は、大きい平均粒径を持つ球状シリカの平均粒
径の約１０分の１、すなわち、０．５〜２μｍの範囲が
良いことを見い出した。また、分布係数は、少し大きめ
の１．５から２．５の範囲にあることが望ましく、これ
以外の範囲で分布が狭くなっても大きくなっても良い結
果は得られなかった。また、比表面積が１５ｍ2 ／ｇ以
下であれば、チキソ性の発現による急激な粘度変化を防
止できる。
【００２３】小径のシリカには、球状のヒュームドシリ
カ、ホワイトカーボン、アエロジルなども知られている
が、これらのシリカは１次粒径が小さく、比表面積が大
きいため、チキソ性の発現による急激な粘度変化を防止
できないため、本発明には使用できない。
カ、ホワイトカーボン、アエロジルなども知られている
が、これらのシリカは１次粒径が小さく、比表面積が大
きいため、チキソ性の発現による急激な粘度変化を防止
できないため、本発明には使用できない。
【００２４】大きい平均粒径を持つ球状シリカと、小さ
い平均粒径を持つ球状シリカの混合比については、６対
４から９対１の範囲が好ましく、これ以外の配合比では
良い結果は得られなかった。
い平均粒径を持つ球状シリカの混合比については、６対
４から９対１の範囲が好ましく、これ以外の配合比では
良い結果は得られなかった。
【００２５】また、本発明のトランスファ成形材料に
は、必要に応じて着色剤、難燃剤、離型剤、カップリン
グ剤等の他、応力特性、耐湿性、密着性等を改善するた
めの各種添加剤を使用することができる。
は、必要に応じて着色剤、難燃剤、離型剤、カップリン
グ剤等の他、応力特性、耐湿性、密着性等を改善するた
めの各種添加剤を使用することができる。
【００２６】着色剤としては、例えばカーボンブラッ
ク、アセチレンブラック、ベンガラ等を使用することが
できる。難燃剤としては、上述の臭素化エポキシ樹脂、
三酸化アンチモンの他に、ヘキサブロモベンゼン等を使
用することができる。
ク、アセチレンブラック、ベンガラ等を使用することが
できる。難燃剤としては、上述の臭素化エポキシ樹脂、
三酸化アンチモンの他に、ヘキサブロモベンゼン等を使
用することができる。
【００２７】離型剤としては、カルナバなどの天然ワッ
クス、高級脂肪酸エステル類などの合成ワックス、変性
シリコーンオイル類等を使用することができる。
クス、高級脂肪酸エステル類などの合成ワックス、変性
シリコーンオイル類等を使用することができる。
【００２８】カップリング剤としては、エポキシシラ
ン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン
などのシランカップリング剤の他、チタネート系等のカ
ップリング剤を使用することができる。
ン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン
などのシランカップリング剤の他、チタネート系等のカ
ップリング剤を使用することができる。
【００２９】低応力化剤としては、固体、液体のシリコ
ーンゴム、シリコーンオイル、合成ゴム（ポリブタジエ
ン、ポリイソプレンなど）、熱可塑性エラストマ（ＳＢ
Ｓ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳなど）等やその誘導体
が用いられる。
ーンゴム、シリコーンオイル、合成ゴム（ポリブタジエ
ン、ポリイソプレンなど）、熱可塑性エラストマ（ＳＢ
Ｓ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳなど）等やその誘導体
が用いられる。
【００３０】耐湿性向上剤としては、ハイドロタルサイ
ト類などのイオン交換体等が用いられる。密着性向上剤
としては、液状ポリブタジエンや、石油樹脂、ロジン、
テルペンなどの粘着付与剤等が用いられる。
ト類などのイオン交換体等が用いられる。密着性向上剤
としては、液状ポリブタジエンや、石油樹脂、ロジン、
テルペンなどの粘着付与剤等が用いられる。
【００３１】これら添加物についても、全組成物の重量
に計算し、また、添加剤中の無機質成分は充填剤として
計算する。本発明では、これら充填剤の総量が、全組成
物中の８８重量以上であることが、低吸湿性確保のため
必要である。
に計算し、また、添加剤中の無機質成分は充填剤として
計算する。本発明では、これら充填剤の総量が、全組成
物中の８８重量以上であることが、低吸湿性確保のため
必要である。
【００３２】本発明は、以上のような組成の配合物であ
るが、また、この配合物の１７５℃における最低溶融粘
度は、良好な成形性を維持するために、５００ポイズ以
下であることが必要である。
るが、また、この配合物の１７５℃における最低溶融粘
度は、良好な成形性を維持するために、５００ポイズ以
下であることが必要である。
【００３３】
【作用】吸湿によるクラック発生の根本原因としては、
樹脂成分が空気中の水分を吸湿し、はんだ実装時に水分
が急激に膨張し、パッケージクラックを引き起こしてい
たが、本発明においては、充填剤の高充填によりパッケ
ージ硬化物の吸湿の原因である樹脂成分の含有量を最低
限に抑え、吸湿の極小化を図ることが可能となった。
樹脂成分が空気中の水分を吸湿し、はんだ実装時に水分
が急激に膨張し、パッケージクラックを引き起こしてい
たが、本発明においては、充填剤の高充填によりパッケ
ージ硬化物の吸湿の原因である樹脂成分の含有量を最低
限に抑え、吸湿の極小化を図ることが可能となった。
【００３４】また、従来用いられている粒度分布の充填
剤を使用し、本発明のような高充填を行った場合、低圧
トランスファ成形時における粘度の上昇は避けがたく、
未充填、金線変形、アイランド変形、ボイドなどが発生
し、成形品質を確保することができなかったが、本発明
では、１７５℃という低圧トランスファ成形温度域での
溶融粘度を５００ポイズ以下に抑さえることによって、
これらの成形品質も確保できることを明らかにした。
剤を使用し、本発明のような高充填を行った場合、低圧
トランスファ成形時における粘度の上昇は避けがたく、
未充填、金線変形、アイランド変形、ボイドなどが発生
し、成形品質を確保することができなかったが、本発明
では、１７５℃という低圧トランスファ成形温度域での
溶融粘度を５００ポイズ以下に抑さえることによって、
これらの成形品質も確保できることを明らかにした。
【００３５】また、本発明において、溶融粘度を５００
ポイズ以下に抑さえる方法として、特に、シリカの形状
を球状とすること、球状シリカの粒度分布を最密充填粒
度分布に調整し、かつ、比表面積の著しい増大を規制す
ること、球状シリカの粗粒を減少させることにより、最
大限の効果が期待できることを明らかにした。本発明
の、粒度分布を有するシリカを充填剤として用いると、
最密充填となるような粒度分布に近付くことによって、
流動に与る溶融樹脂分が最大限、充填剤粒子と粒子の間
に押し出され、材料の溶融粘度が低く抑さえられる。
ポイズ以下に抑さえる方法として、特に、シリカの形状
を球状とすること、球状シリカの粒度分布を最密充填粒
度分布に調整し、かつ、比表面積の著しい増大を規制す
ること、球状シリカの粗粒を減少させることにより、最
大限の効果が期待できることを明らかにした。本発明
の、粒度分布を有するシリカを充填剤として用いると、
最密充填となるような粒度分布に近付くことによって、
流動に与る溶融樹脂分が最大限、充填剤粒子と粒子の間
に押し出され、材料の溶融粘度が低く抑さえられる。
【００３６】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、実施例で用いた球状シリカは次の通りであ
る。平均粒径、粒度分布はレーザ回折法により、比表面
積はＢＥＴ法により求めた。 ＦＢ−４８：（電気化学工業社製、平均粒径１４．８μ
ｍ、分布係数１．３、比表面積３．０ｍ2 ／ｇ、４８μ
ｍ以上９５重量％、９６μｍ以上１００重量％） ＦＢ−７４：（電気化学工業社製、平均粒径２９．８μ
ｍ、分布係数１．２、比表面積２．０ｍ2 ／ｇ、４８μ
ｍ以上７６重量％、９６μｍ以上９７重量％） ＳＯ−２５Ｒ：（龍森社製、平均粒径１．０μｍ、分布
係数２．０、比表面積１１．０ｍ2 ／ｇ、４８μｍ以上
１００重量％、９６μｍ以上１００重量％） ＦＢ−０１：（電気化学工業社製、平均粒径０．１μｍ
（電子顕微鏡観察）、比表面積３６．０ｍ2 ／ｇ、４８
μｍ以上１００重量％、９６μｍ以上１００重量％）
発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、実施例で用いた球状シリカは次の通りであ
る。平均粒径、粒度分布はレーザ回折法により、比表面
積はＢＥＴ法により求めた。 ＦＢ−４８：（電気化学工業社製、平均粒径１４．８μ
ｍ、分布係数１．３、比表面積３．０ｍ2 ／ｇ、４８μ
ｍ以上９５重量％、９６μｍ以上１００重量％） ＦＢ−７４：（電気化学工業社製、平均粒径２９．８μ
ｍ、分布係数１．２、比表面積２．０ｍ2 ／ｇ、４８μ
ｍ以上７６重量％、９６μｍ以上９７重量％） ＳＯ−２５Ｒ：（龍森社製、平均粒径１．０μｍ、分布
係数２．０、比表面積１１．０ｍ2 ／ｇ、４８μｍ以上
１００重量％、９６μｍ以上１００重量％） ＦＢ−０１：（電気化学工業社製、平均粒径０．１μｍ
（電子顕微鏡観察）、比表面積３６．０ｍ2 ／ｇ、４８
μｍ以上１００重量％、９６μｍ以上１００重量％）
【００３７】また、実施例で用いた主剤のエポキシ樹脂
は次の通りである。３，３’，５，５’−テトラメチル
ビフェニル−４，４’−ジグリシジルエーテル（油化シ
ェルエポキシ社製、ＹＸ−４０００Ｈ、エポキシ当量１
９０ｇ／ｅｑ、融点１０５℃、１５０℃粘度１２ｃｓ
ｔ） 標準構造式
は次の通りである。３，３’，５，５’−テトラメチル
ビフェニル−４，４’−ジグリシジルエーテル（油化シ
ェルエポキシ社製、ＹＸ−４０００Ｈ、エポキシ当量１
９０ｇ／ｅｑ、融点１０５℃、１５０℃粘度１２ｃｓ
ｔ） 標準構造式
【化１】
【００３７】実施例、比較例で用いた低圧トランスファ
成形材料の調製方法を次に示す。尚、実施例、比較例で
用いている配合量は全て重量部である。表１に示す配合
に従い、球状溶融シリカ表示部数、三酸化アンチモン粉
末（住友金属鉱山社製）１０部に、シランカップリング
剤（日本ユニカー社製、Ａ−１８６）３部を加え、ミキ
サーで混合した。さらにＹＸ−４０００Ｈを９０部、臭
素化エポキシ樹脂（大日本インキ社製、エピクロン−１
５２Ｓ）１０部、フェノールノボラック（群栄化学社
製、ＰＳＭ−４２６１）５０部、硬化促進剤のトリフェ
ニルフォスフィン（ケーアイ化成社製、ＰＰ−３６０）
１．６部、着色剤のカーボンブラック（三菱化成社製、
ＭＡ−６００）３部、離型剤（ヘキスト社製、ヘキスト
ＯＰ／ヘキストＳ＝１／１）４部を加え、混合したの
ち、コニーダで混練し、実施例、比較例の低圧トランス
ファ成形材料を得た。
成形材料の調製方法を次に示す。尚、実施例、比較例で
用いている配合量は全て重量部である。表１に示す配合
に従い、球状溶融シリカ表示部数、三酸化アンチモン粉
末（住友金属鉱山社製）１０部に、シランカップリング
剤（日本ユニカー社製、Ａ−１８６）３部を加え、ミキ
サーで混合した。さらにＹＸ−４０００Ｈを９０部、臭
素化エポキシ樹脂（大日本インキ社製、エピクロン−１
５２Ｓ）１０部、フェノールノボラック（群栄化学社
製、ＰＳＭ−４２６１）５０部、硬化促進剤のトリフェ
ニルフォスフィン（ケーアイ化成社製、ＰＰ−３６０）
１．６部、着色剤のカーボンブラック（三菱化成社製、
ＭＡ−６００）３部、離型剤（ヘキスト社製、ヘキスト
ＯＰ／ヘキストＳ＝１／１）４部を加え、混合したの
ち、コニーダで混練し、実施例、比較例の低圧トランス
ファ成形材料を得た。
【００３８】実施例１〜４ 表１に示す組成で、本発明に従う粒度分布を有する球状
溶融シリカを、全組成物中の充填剤量が８８重量以上と
なるように配合した。実施例１〜４の配合では、溶融粘
度は５００ポイズ以下であった。表１の評価結果から、
実施例１〜４のトランスファ成形材料は、低吸水性では
んだ耐熱性に優れ、低粘度であるため高流動性であり成
形性にも優れていることが判る。
溶融シリカを、全組成物中の充填剤量が８８重量以上と
なるように配合した。実施例１〜４の配合では、溶融粘
度は５００ポイズ以下であった。表１の評価結果から、
実施例１〜４のトランスファ成形材料は、低吸水性では
んだ耐熱性に優れ、低粘度であるため高流動性であり成
形性にも優れていることが判る。
【００３９】比較例１〜３ 表１に示す組成で実施例と同様にトランスファ成形材料
調製した。比較例１では、球状溶融シリカの配合量が少
ないため、全組成物中の充填剤量が８８重量以下であ
り、吸水性が高く、はんだ耐熱性に劣る。比較例２で
は、本発明以外の大きな平均粒径の球状溶融シリカを用
いているため、溶融粘度が５００ポイズ以上であり、成
形性に劣る。比較例３では、本発明以外の小さい平均粒
径で比表面積の大きい球状溶融シリカを用いているた
め、溶融粘度が５００ポイズ以上であり、成形性に劣
る。
調製した。比較例１では、球状溶融シリカの配合量が少
ないため、全組成物中の充填剤量が８８重量以下であ
り、吸水性が高く、はんだ耐熱性に劣る。比較例２で
は、本発明以外の大きな平均粒径の球状溶融シリカを用
いているため、溶融粘度が５００ポイズ以上であり、成
形性に劣る。比較例３では、本発明以外の小さい平均粒
径で比表面積の大きい球状溶融シリカを用いているた
め、溶融粘度が５００ポイズ以上であり、成形性に劣
る。
【００４０】
【表１】
【００４１】評価方法 溶融粘度：直径１．０ｍｍφ、長さ１０ｍｍの円管中
を、１７５℃溶融状態で流動する時の最低粘度を、高化
式フローテスタを用いて測定した。 流動性：ＥＭＭＩ−Ｉ−６６に準じたスパイラルフロー
測定用金型を用い、低圧トランスファ成形機にて、１７
５℃、７０ｋｇ／ｍｍ2 、１２０秒の条件で、成形した
時の成形品の長さを判定した。 吸水性：得られた成形材料をタブレット化し、低圧トラ
ンスファ成形機にて、１７５℃、７０ｋｇ／ｍｍ2 、１
２０秒の条件で、直径５０ｍｍφ×３ｍｍの円盤に成形
し、１７５℃で１２時間ポストキュアしたものを、８５
℃、８５％ＲＨの環境下１００時間放置し、吸水率を測
定した。 成形性：得られた成形材料をタブレット化し、低圧トラ
ンスファ成形機にて、１７５℃、７０ｋｇ／ｍｍ2 、１
２０秒の条件で、１４×２０×２．２ｍｍのＱＦＰ−８
０に７×７×０．４ｍｍのアルミ配線模擬素子（ＴＥ
Ｇ）を封止した。未充填を目視で、金線変形、アイラン
ド変形、ボイドを軟Ｘ線透視装置を用いて検査し、いず
れかの不良が発生していれば不良パッケージと判定し
た。 はんだクラック性：前項の成形性試験で用いたと同じＱ
ＦＰ−８０を、１７５℃で１２時間ポストキュアし、８
５℃、８５％ＲＨの環境下１００時間吸湿させた後、２
６０℃のはんだ浴に１０秒浸漬した時に発生するクラッ
クを目視検査し不良を判定した。 はんだ後耐湿性：前項の成形性試験で用いたと同じＱＦ
Ｐ−８０を、１７５℃で１２時間ポストキュアし、８５
℃８５％ＲＨの環境下２４時間吸湿させた後、２６０℃
のはんだ浴に１０秒浸漬し、更に、１２１℃１００％Ｒ
Ｈの環境下に３００時間放置した時に発生する回路のオ
ープンをテスタを用いて検査し不良を判定した。
を、１７５℃溶融状態で流動する時の最低粘度を、高化
式フローテスタを用いて測定した。 流動性：ＥＭＭＩ−Ｉ−６６に準じたスパイラルフロー
測定用金型を用い、低圧トランスファ成形機にて、１７
５℃、７０ｋｇ／ｍｍ2 、１２０秒の条件で、成形した
時の成形品の長さを判定した。 吸水性：得られた成形材料をタブレット化し、低圧トラ
ンスファ成形機にて、１７５℃、７０ｋｇ／ｍｍ2 、１
２０秒の条件で、直径５０ｍｍφ×３ｍｍの円盤に成形
し、１７５℃で１２時間ポストキュアしたものを、８５
℃、８５％ＲＨの環境下１００時間放置し、吸水率を測
定した。 成形性：得られた成形材料をタブレット化し、低圧トラ
ンスファ成形機にて、１７５℃、７０ｋｇ／ｍｍ2 、１
２０秒の条件で、１４×２０×２．２ｍｍのＱＦＰ−８
０に７×７×０．４ｍｍのアルミ配線模擬素子（ＴＥ
Ｇ）を封止した。未充填を目視で、金線変形、アイラン
ド変形、ボイドを軟Ｘ線透視装置を用いて検査し、いず
れかの不良が発生していれば不良パッケージと判定し
た。 はんだクラック性：前項の成形性試験で用いたと同じＱ
ＦＰ−８０を、１７５℃で１２時間ポストキュアし、８
５℃、８５％ＲＨの環境下１００時間吸湿させた後、２
６０℃のはんだ浴に１０秒浸漬した時に発生するクラッ
クを目視検査し不良を判定した。 はんだ後耐湿性：前項の成形性試験で用いたと同じＱＦ
Ｐ−８０を、１７５℃で１２時間ポストキュアし、８５
℃８５％ＲＨの環境下２４時間吸湿させた後、２６０℃
のはんだ浴に１０秒浸漬し、更に、１２１℃１００％Ｒ
Ｈの環境下に３００時間放置した時に発生する回路のオ
ープンをテスタを用いて検査し不良を判定した。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、従来技術では得ること
のできなかった、低吸水性ではんだ耐熱性に優れ、成形
性にも優れた半導体封止用低圧トランスファ成形材料を
得ることができる。本発明の半導体封止用低圧トランス
ファ成形材料を、半導体装置の封止に用いた場合、特に
表面実装型パッケージに搭載された高集積大型ＩＣ等の
高信頼性を必要とする半導体装置に用いた場合、電子機
器に使用されるエポキシ封止半導体装置が回路基板への
表面実装工程においてはんだ付け時に受ける熱衝撃を低
減し、優れた信頼性を与えることが可能となる。
のできなかった、低吸水性ではんだ耐熱性に優れ、成形
性にも優れた半導体封止用低圧トランスファ成形材料を
得ることができる。本発明の半導体封止用低圧トランス
ファ成形材料を、半導体装置の封止に用いた場合、特に
表面実装型パッケージに搭載された高集積大型ＩＣ等の
高信頼性を必要とする半導体装置に用いた場合、電子機
器に使用されるエポキシ封止半導体装置が回路基板への
表面実装工程においてはんだ付け時に受ける熱衝撃を低
減し、優れた信頼性を与えることが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/29 23/31
Claims (5)
- 【請求項１】 （ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化剤、
（ｃ）硬化促進剤、（ｄ）充填剤を必須成分とし、
（ｄ）充填剤中の主成分が溶融シリカで、全組成物中の
充填剤量が８８重量以上であり、かつ、１７５℃におけ
る最低溶融粘度が５００ポイズ以下であることを特徴と
する半導体封止用低圧トランスファ成形材料。 - 【請求項２】 （ｄ）充填剤中の主成分である溶融シリ
カの全量が、球状シリカであることを特徴とする請求項
１記載の半導体封止用低圧トランスファ成形材料。 - 【請求項３】 （ｄ）充填剤中の主成分の溶融シリカの
全量である球状シリカが、２つの異なるロジン−ラムラ
ー分布則に従う粒度分布を持つ球状シリカの混合物であ
って、大きい平均粒径を持つ球状シリカの平均粒径が１
０から２０μｍの範囲にあり、かつ、粒度分布の５％か
ら９５％までの間で算出された分布の大きさを示す分布
係数が０．８から１．５の範囲にあり、かつ、比表面積
が５ｍ2 ／ｇ以下であり、小さい平均粒径を持つ球状シ
リカの平均粒径が０．５から２μｍの範囲にあり、か
つ、分布係数が１．５から２．５の範囲にあり、かつ、
比表面積が１５ｍ2 ／ｇ以下であることを特徴とする請
求項２記載の半導体封止用低圧トランスファ成形材料。 - 【請求項４】 大きい平均粒径を持つ球状シリカと、小
さい平均粒径を持つ球状シリカの混合比が、６対４から
９対１の範囲にあることを特徴とする請求項３記載の半
導体封止用低圧トランスファ成形材料。 - 【請求項５】 （ｄ）充填剤中の主成分の溶融シリカの
９９重量％以上が、粒径１００μｍ以下であり、かつ、
９０重量％以上が、粒径４８μｍ以下であることを特徴
とする請求項４記載の半導体封止用低圧トランスファ成
形材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1673793A JPH06200125A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 半導体封止用低圧トランスファ成形材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1673793A JPH06200125A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 半導体封止用低圧トランスファ成形材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06200125A true JPH06200125A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=11924587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1673793A Withdrawn JPH06200125A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 半導体封止用低圧トランスファ成形材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06200125A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001151866A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-05 | Hitachi Chem Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 |
| US6365269B1 (en) | 1997-11-20 | 2002-04-02 | Infineon Technologies Ag | Plastic compositions for sheathing a metal or semiconductor body |
| JP2002226676A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-08-14 | Mitsui Chemicals Inc | エポキシ樹脂組成物および精密成形体 |
| JP2002275353A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Toray Ind Inc | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2002322347A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Toray Ind Inc | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2004327991A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Northrop Grumman Corp | 低温および高出力密度の電子およびフォトニックデバイスのアセンブリーおよびパッケージングのための低熱膨張の接着剤および封止材 |
| JP2005225970A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| KR100497456B1 (ko) * | 1996-12-19 | 2005-09-26 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 에폭시수지조성물 |
| JP2009102596A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Panasonic Electric Works Co Ltd | フェノール樹脂成形材料とそれを用いた成形品 |
| WO2015030056A1 (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | ハリマ化成株式会社 | シリカ造粒物、ゴム組成物、タイヤ、シリカ造粒物の製造方法およびゴム組成物の製造方法 |
-
1993
- 1993-01-06 JP JP1673793A patent/JPH06200125A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100497456B1 (ko) * | 1996-12-19 | 2005-09-26 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 에폭시수지조성물 |
| US6365269B1 (en) | 1997-11-20 | 2002-04-02 | Infineon Technologies Ag | Plastic compositions for sheathing a metal or semiconductor body |
| JP2001151866A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-05 | Hitachi Chem Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 |
| JP2002226676A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-08-14 | Mitsui Chemicals Inc | エポキシ樹脂組成物および精密成形体 |
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| JP2002322347A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Toray Ind Inc | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置 |
| JP2004327991A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Northrop Grumman Corp | 低温および高出力密度の電子およびフォトニックデバイスのアセンブリーおよびパッケージングのための低熱膨張の接着剤および封止材 |
| JP2005225970A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2009102596A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Panasonic Electric Works Co Ltd | フェノール樹脂成形材料とそれを用いた成形品 |
| WO2015030056A1 (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | ハリマ化成株式会社 | シリカ造粒物、ゴム組成物、タイヤ、シリカ造粒物の製造方法およびゴム組成物の製造方法 |
| US9815963B2 (en) | 2013-08-30 | 2017-11-14 | Harima Chemicals, Incorporated | Agglomerated silica, rubber composition, tire, producing method of agglomerated silica, and producing method of rubber composition |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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