JPH06228275A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH06228275A
JPH06228275A JP1991693A JP1991693A JPH06228275A JP H06228275 A JPH06228275 A JP H06228275A JP 1991693 A JP1991693 A JP 1991693A JP 1991693 A JP1991693 A JP 1991693A JP H06228275 A JPH06228275 A JP H06228275A
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JP
Japan
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epoxy resin
formula
epoxy
resin
resin composition
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Pending
Application number
JP1991693A
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English (en)
Inventor
Takeshi Masuda
剛 増田
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ビフェニル型エポキシを総エポキシ樹脂中に
50〜100重量%含むエポキシ樹脂、無機充填材、フ
ェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、エポキシ基の当量が
140〜500であるエポキシ変性シリコーンオイルを
総総樹脂組成物中に0.1〜3重量%含む半導体封止用
エポキシ樹脂組成物。 【効果】 耐半田ストレス性及び流動性に優れており、
半導体の表面実装パッケージ封止材料として優れた信頼
性が得られる。

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及び流動性に優れた半
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ノボラック型フェノール樹
脂で硬化させたエポキシ樹脂が用いられている。ところ
が近年、集積回路の高集積化に伴いチップが段々大型化
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、薄型のフラットパッケージ、SOP,S
OJ,PLCCに変わってきている。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。
【0003】これらの問題を解決するためにエポキシ樹
脂として式(1)で示されるエポキシ樹脂の使用(特開
昭64−65116号公報)が検討されてきた。式
(1)で示されるエポキシ樹脂の使用により樹脂系の低
粘度化が図られ、従って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湿化に
より、耐半田ストレス性の向上が図られた。しかし、無
機充填材の充填割合の増加と共に、流動性が犠牲になり
パッケージ内に空隙が生じやすくなる欠点があった。一
方、流動性調整のために使用されてきた従来のシリコー
ンオイルでは、パッケージ内ボイドの低減は図れるもの
の、耐半田ストレス性が低下するため、耐半田ストレス
性と流動性の改良は両立し得なかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半田付け工
程における急激な温度変化により熱ストレスを受けたと
きに耐クラック性に非常に優れ、かつ流動性にも優れた
樹脂組成物を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は(A)式(1)
で示されるエポキシ樹脂を
【0006】
【化4】 (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)
【0007】総エポキシ樹脂量中に50〜100重量%
含むエポキシ樹脂、(B)総樹脂組成物量中に70〜9
3重量%を含む無機充填材、(C)フェノール性水酸基
を1分子中に複数個有するフェノール樹脂硬化剤、
(D)硬化促進剤及び(E)総樹脂組成物量中に式
(2)及び/または式(3)のエポキシ変性シリコーン
オイルを
【0008】
【化5】 (式中の10≦l+m+n+2≦400であり、かつA
で示されるエポキシ基のエポキシ当量は140〜50
0)
【0009】
【化6】 (式中の10≦l+m+n+2≦400であり、かつA
で示されるエポキシ基のエポキシ当量は140〜50
0)
【0010】0.1〜3重量%含むことを特徴とする半
導体封止用エポキシ樹脂組成物であり、従来のエポキシ
樹脂組成物に比べて、非常に優れた耐半田ストレス性、
流動性を有するものである。
【0011】本発明に用いる式(1)のビフェニル型エ
ポキシ樹脂は1分子中に2個のエポキシ基を有する2官
能性エポキシ樹脂で、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、耐半田ストレス
性に優れるエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
【0012】このビフェニル型エポキシ樹脂の使用量
は、これを調節することにより耐半田ストレス性を最大
限に引きだすことができる。耐半田ストレス性の効果を
だすためには、式(1)で示されるビフェニル型エポキ
シ樹脂を総エポキシ樹脂量の50重量%以上、好ましく
は70重量%以上の使用が望ましい。50重量%未満だ
と、低熱膨張化及び低吸水化が図れず、耐半田ストレス
性が不充分である。更に、式中のR1 〜R4 はメチル
基、R5 〜R8 は水素原子が好ましい。
【0013】式(1)で示されるビフェニル型エポキシ
樹脂以外に他のエポキシ樹脂を併用する場合、用いるエ
ポキシ樹脂とは、エポキシ基を有するポリマー全般をい
う。例えばビスフェノール型エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、フェノ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樹脂、ト
リアジン核含有エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0014】本発明に用いる無機充填材としては、溶融
シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ粉末、水和アル
ミナ粉末、窒化珪素粉末、炭酸カルシウム粉末等が挙げ
られ、特に溶融シリカ粉末が望ましい。無機充填材の配
合量は、70〜93重量%が好ましい。70重量%未満
の場合は、吸湿量が多くなり、また熱膨張係数も大きく
実装時の熱ストレスに耐えられない。また、93重量%
を越えると流動特性が劣化し実用的でない。
【0015】本発明に用いるフェノール樹脂硬化剤は、
エポキシ樹脂と反応するフェノール性水酸基を1分子中
に複数個有するフェノール樹脂であり、例えばフェノー
ルノボラック樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹
脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、テルペ
ン変性フェノール樹脂等が挙げられる。
【0016】本発明に用いる硬化促進剤は、エポキシ基
とフェノール性水酸基との反応を促進するものであれば
良く、一般に封止用材料に使用されているものを広く使
用することができ、例えばBDMA等の第3級アミン
類、イミダゾール類、DBU、トリフェニルホスフィン
等の有機燐化合物等が単独もしくは2種以上混合して用
いられる。
【0017】本発明に用いる式(2)で示される、シリ
コーンオイルは、ジメチルシロキサンのメチル置換基の
一部を、エポキシ基を有する置換基で置換したエポキシ
変性シリコーンオイルで、エポキシ基を含まないシリコ
ーンオイルと比較した場合、樹脂との親和性に優れるた
め耐半田ストレス性を低減させることなしに、流動性の
良好なエポキシ樹脂組成物を得ることができる。このエ
ポキシ変性シリコーンオイルの使用量は、これを調節す
ることにより耐半田ストレス性、流動性改良効果を最大
限に引きだすことができる。耐半田ストレスと流動性改
良を両立させるためには、式(2)及び/または式
(3)で示されるエポキシ変性シリコーンオイルを総樹
脂組成物量中に0.1〜3重量%使用することが好まし
い。0.1重量%未満だと流動性改良が望めず、外部ボ
イド等が発生しやすくなり、逆に3重量%を越えると流
動性は良好だが、耐半田ストレス性が大幅に悪化する。
また、式中Aで示されるエポキシ基の当量は140〜5
00であり、エポキシ当量が140未満だと硬化物の耐
熱性が低下し、また500を越えると耐半田ストレス性
が低下する。また、10≦l+m+n+2≦400であ
り、これが10未満だと硬化物の耐熱性が低下し、ま
た、400を越えると耐半田ストレス性が低下する。
【0018】本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に
より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、ゴム等の低応力剤等の添加剤
を適宜配合しても差し支えない。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、シリコーンオイル、無機充
填材、その他の添加剤をミキサー等によって十分均一に
混練した後、更に熱ロール又はニーダー等で溶融混練
し、冷却後粉砕して成形材料とすることができる。これ
らの成形材料は電子部品あるいは電気部品の封止、被
覆、絶縁等適用することができる。
【0019】
【実施例】以下実施例で本発明を詳細に説明する。 実施例1 式(4)で示されるエポキシ樹脂(軟化点107℃、エポキシ当量191g/ eq) 9.1重量部
【0020】
【化7】
【0021】 フェノールノボラック樹脂硬化剤(軟化点120℃、水酸基当量103g/e q) 4.9重量部 式(5)で示されるエポキシ変性シリコーンオイル(エポキシ当量200g/ eq) 2.8重量部
【0022】
【化8】
【0023】 溶融シリカ粉末 83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 0.3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、80〜90℃でロール混練
し、冷却後粉砕し成形材料を得た。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1
75℃,70kg/cm2 ,120秒の条件で半田クラ
ック試験用として6mm×6mmチップを52pQFP
に封止した。封止したテスト用素子について下記の半田
クラック試験及び内外ボイド観察を行なった。評価結果
を表1に示す。
【0024】評価方法 半田クラック試験:封止したテスト用素子を85℃,8
5%RHの環境下で72時間及び168時間処理し、そ
の後IRリフロー(240℃,10秒)処理した後、顕
微鏡で外部クラックを観察。 外部ボイド観察:半田クラック試験用として成形したパ
ッケージを、目視により確認。 内部ボイド観察:半田クラック試験用として成形したパ
ッケージを、断面研磨して観察。
【0025】実施例2〜5 表1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
及び内外ボイド観察を行なった。ここで、オルソクレゾ
ールノボラックエポキシ樹脂は軟化点55℃、エポキシ
当量200g/eqのものである。評価結果を表1に示
す。
【0026】比較例1〜6 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を同様に半田クラック
試験及び内外ボイド観察を行なった。試験結果を表1に
示す。ここで、式(6)で示されるエポキシ変性シリコ
ーンオイルはエポキシ当量が700g/eqのものであ
る。
【0027】
【化9】
【0028】
【表1】
【0029】
【発明の効果】本発明に従うと、従来技術では得ること
のできなかった、耐半田ストレス性とボイドの発生しな
い流動特性を両立したエポキシ樹脂組成物を得ることが
できるので、半田付け工程時の急激な温度変化による熱
ストレスを受けたときの耐クラック性は悪化せず、かつ
成形性も非常に良好となる。従って、電子、電気部品の
封止用、被覆用、絶縁用等に用いた場合、特に、表面実
装パッケージに搭載された高集積大型チップICにおい
て、信頼性を非常に必要とする製品について好適であ
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 C08K 3/00 NKT 7242−4J C08L 63/00 NJW 8830−4J H01L 23/29 23/31

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)式(1)で示されるエポキシ樹脂を 【化1】 (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)総エ
    ポキシ樹脂量中に50〜100重量%含むエポキシ樹
    脂、(B)総樹脂組成物量中に70〜93重量%を含む
    無機充填材、(C)フェノール性水酸基を1分子中に複
    数個有するフェノール樹脂硬化剤、(D)硬化促進剤及
    び(E)総樹脂組成物量中に式(2)及び/または式
    (3)のエポキシ変性シリコーンオイルを 【化2】 (式中の10≦l+m+n+2≦400であり、かつA
    で示されるエポキシ基のエポキシ当量は140〜50
    0) 【化3】 (式中の10≦l+m+n+2≦400であり、かつA
    で示されるエポキシ基のエポキシ当量は140〜50
    0) 0.1〜3重量%含むことを特徴とする半導体封止用エ
    ポキシ樹脂組成物。
JP1991693A 1993-02-08 1993-02-08 エポキシ樹脂組成物 Pending JPH06228275A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429363B1 (ko) * 1998-12-08 2004-10-14 제일모직주식회사 반도체소자밀봉용에폭시수지조성물
KR100458274B1 (ko) * 1998-12-30 2005-04-20 제일모직주식회사 반도체소자밀봉용에폭시수지조성물
WO2012056629A1 (ja) * 2010-10-26 2012-05-03 株式会社Adeka 樹脂組成物

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