JPS61151234A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用エポキシ樹脂組成物

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JPS61151234A
JPS61151234A JP27322084A JP27322084A JPS61151234A JP S61151234 A JPS61151234 A JP S61151234A JP 27322084 A JP27322084 A JP 27322084A JP 27322084 A JP27322084 A JP 27322084A JP S61151234 A JPS61151234 A JP S61151234A
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JP
Japan
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resin
epoxy resin
epoxy
weight
softening point
Prior art date
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Pending
Application number
JP27322084A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Yoshizumi
善積 章
Hisashi Hirai
久之 平井
Kazutaka Matsumoto
松本 一高
Shinetsu Fujieda
新悦 藤枝
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】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】 〔発明の技術分野〕。
本発明は、半導体デバイスを封止するためのエポキシ樹
脂組成物鑑:関し、特に耐湿性にすぐれた高信頼性の樹
脂封止半導体デバイスを提供するととにある。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
最近の半導体デバイス、たとえばIC,LSI、VLS
I。
トランジスタダイオード々どは、セラミックや缶封止タ
イプに比べ量産性、コストなどの優位性から樹脂封止が
多用されている。しかし樹脂封止された半導体デバイス
は、セラミックや缶封止に比べ耐湿性が劣っており、半
導体デバイスの信頼性を低下させる問題があった。
そのため、樹脂封止半導体デバイスの耐湿性の不良を防
ぐための種々の検討が行なわれてきた。
それらの改良方法の例をあげるとキノン類などの腐食防
止剤を添加する方法、フィラー表面と樹脂の密着性を上
げるためのシランカップリング剤などのフィシ−表面処
理方法、また、撥水性のワックスを混入する方法々どが
ある。
〔発明の目的〕
本発明者らは、耐湿性の良好な樹脂封止半導体デバイス
を得るために封止材料であるエポキシ樹脂組成物:二つ
いて耐湿性改良を目的に種々の検討を行なった結果、特
定のエポキシ樹脂と特定のフェノール樹脂と特定のアル
コキシシランとを含むシリカ充填のエポキシ樹脂組成物
が半導体デバイスの耐湿性の改善に非常な好結果を与え
ることを見出しこの発明をなすに至った。
〔発明の概要〕
すなわち本発明は、 (a)  エポキシ当量が220以下で、軟化点が10
0℃以下のエポキシ樹脂10〜25重量%と、(b) 
 水酸基当量が150以下で、軟化点が120℃以下の
ノボラック形フェノール樹脂5〜15  重量%と、 (c)  シリカ粉末65〜85重量%と、(d)  
少なくとも一個のアルキル基、フェニル基。
又はアルキル置換フェニル基を有するアルコキシモノシ
ラン化合物0.02〜1.0重量%とを含むことを特徴
とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物に係るものであ
る。
本発明においては、上述したa−d成分を必須成分とす
ることによって耐湿性良好なエポキシ樹脂組成物を得る
ことができるが、上記成分のなかでとくに重要な成分は
d成分つまり前記特定のアルコキシモノシラン化合物で
ある。
シリコーン化合物のうち反応性の基とアルコキシ基を有
するシランカップリング剤は、フィラーの表面処理に多
用され、またエポキシ樹脂に混入して半導体素子に対す
る密着性の向上を図り、耐湿特性を改良する方法は良く
知られている。しかるに上記シランカップリング剤は反
応性の基を有するため撥水性が十分でなく耐湿性の向上
もそれほど期待できるものとはいえなかった。これに対
し、この発明では、前記d成分として非反応性の撥水性
の基であるアルキル基、フェニル基、アルキル置換フェ
ニルヲ有スるアルコキシモノシラン化合物を樹脂に混入
するため、上記シランカップリング剤に比べはるかに高
い耐湿性を得ることができる。
この発明のa成分としてのエポキシ樹脂としては、1分
子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物、
たとえばビスフェノールA型エポキシ樹脂、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、脂環式エポキシ樹脂などのなかから、その
エポキシ当量が2.20以下でかつ軟化点が100℃以
下のもので好適には馬t C1その他の不純物をできう
る限り除いたものが用いられる。
エポキシ当量が220を超えると架橋密度が小さくなり
充分な耐熱性や強度などが得られず、また軟化点が10
0℃より高くなると流れ性が悪くなって成形性に劣り、
これら欠点は結果的に半導体デバイスの耐湿特性の低下
にもつながるものである。
この発明のb成分としてのフェノールノボラック樹脂は
、a成分としてのエポキシ樹脂9硬化剤として作用する
ものである。これ以外の硬化剤としてたとえば酸無水物
、アミン化合物などが知られているが、かかる硬化剤で
は、耐湿性に劣り、本件発明の目的には不適当である。
上記フェノールノボラック樹脂は、一般に、フェノール
、クレゾール、キシレノール、ノニルフェノール、フェ
ニルフェノール、ビスフェノール゛Aなどの一種まだは
二種以上の混合物とホルムアルデヒドないしバラホルム
アルデヒドとを酸、塩基または中性塩などを触媒として
反応させて得られるものであり、この反応物は半導体素
子に悪影響を与えるCl を含ませないため塩酸などハ
ロゲン類を含む触媒は好ましくない。Ceを含まない触
媒としては、例えばホウ酸などがあげられる。
また水酸基当量が150を越えると架橋密度が小さくな
り、充分な耐熱性や、強度などが得られず、また軟化点
が120℃より高くなると流れ性が要くなって成形性が
劣り、半導体デバイスの信頼性に悪影響を及ぼす。
この発明のC成分としての充填剤は、封止材料の線膨張
係数を小さくして封止樹脂と素子やリードフレームなど
とのはぐり現象を防止し、その結果として半導体デバイ
スの耐湿性を向上させるためのものである。
トノ発明のd成分としてのアルコキシモノシラン化合物
としては、たとえばメチルトリメトキシシラン、メチル
トリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメ
チルジェトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ブ
チルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン
、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシ
シラン、フェニルジメチルエトキシシラン、トリフェニ
ルメトキシシラン、ノニルフェニルメトキシシランなど
があげられる。
この発明において、上述したa −d成分の使用量は、
組成物全体中C成分で10〜25重量%、b成分で5〜
15重量%、C成分で65〜85重量%、d成分で0.
02〜1.0重量%とするのが好適である。このうち、
とくにC成分の使用量が65重量%未満になると半導体
デバイスに要求される耐熱衝撃性能を大きく損ないまた
重量%を超えると組成物の成形性が悪くなる。また、d
成分の使用量が0.02重量%未満では耐湿性の改善効
果が充分に得られず、逆に多くなりすぎると封止樹脂表
面が汚れたり、捺印性を損なう。d成分の最適使用量は
0.2〜0.5重量%である。
この発明の半導体封止エポキシ樹脂組成物には、以上の
a −y d成分のほか、一般に各種アミン、イミダゾ
ール類、リン化合物などの硬化促進剤やカルナバワック
ス、モンタンワックス、ステアリン酸などの離型剤が用
いられる。硬化促進剤および離型剤の使用量はそれぞれ
組成物全体の0.1〜1.0重量−程度である。また、
必要に応じてブロム化エポキシ樹脂、難燃剤、各種の無
機系難燃剤、顔料、変性剤などの公知の添加剤を配合し
ても差し支えない。
また、公知の如く使用するシリカ粉末は、事前にシラン
カップリング剤で、表面処理しておく事が好ましい。
この発明においては、上述の如き各種の成分をヘンシェ
ルミキサーなどで混合したのち、加熱ロールもしくは押
出し機によって溶融混練するなどの任意の方法で混練な
いし混合し、冷却粉砕して目的とする半導体封止用エポ
キシ樹脂とするが、使用にあたってはこの組成物を事前
にタブレット化したのち、トランスファー成形すること
によりすぐれた樹脂封止半導体デバイスを得ることがで
きる。
〔発明の実施例〕
以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。
実施例 エポキシ当量196、軟化点76℃のオルソクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂(以下、エポキシ樹脂入とい
う)、エポキシ当量270の難燃性エポキシ樹脂(以下
、エポキシ樹脂Bという)、フェノール当量105のフ
ェノールノボラック樹脂、リン系硬化促進剤(以下、硬
化促進剤人という)、第三級アミン促進剤(以下、硬化
促進剤Bという)、カルナバワックス(離型剤)、三酸
化アンチモン(難燃剤)、シランカップリング剤、カー
ボンブラック、シリカ粉およびシラン化合物として、メ
チルトリメトキシシラン(シランA)、ブチルトリメト
キシシラン(シランB)、フェニルトリメトキシシラン
(シランC)、フェニルジメチルエトキシシラン(シラ
ンD)を用いて、下記の第1表に示される配合比(重量
%)で比較例を含め9種の半導体封止用エポキシ樹脂組
成物を得た。
なお、上記組成物の調製は、まず充てん剤、難燃剤、を
カップリン剤で表面処理したのち残りの成分ヲ加えてヘ
ンシェルミキサーで混合し、そののち60°〜110℃
の加熱ロールで混練し、冷却後粉砕する方法で行なった
。 以千余白 上記の各組成物を用いて低圧トランスファー成形法によ
り耐N/腐食テスト用素子を樹脂封止し、得られた樹脂
封止半導体装置についてプレッシャークツカーテスト(
2,5気圧の水蒸気中でのテスト)を行ない、アルミ電
極の腐食による耐湿性を評価した。結果は、つぎの第2
表に示されるとおりであった。なお、表中の数値は、試
験個数24個中の腐食が生じたものの不良個数である。
第  2  表 また第3表にはMOS IC素子に18Vの電圧を印加
しつつ、プレツシャークツカーテス)(2,0気圧)に
よる耐湿性を評価した結果を示した。なお試験個数は、
24個で第3表には不良発生個数を示した。
第  3  表 〔発明の効果〕 以上の結果から明らかなようにこの発明のエポキシ樹脂
組成物を用いれば、耐湿性が良好で高信頼性の樹脂封止
半導体デバイスが得られるものであることがわかる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (a)エポキシ当量が220以下で、軟化点が100℃
    以下のエポキシ樹脂10〜25重量%と、(b)水酸基
    当量が150以下で、軟化点が120℃以下のノボラッ
    ク形フェノール樹脂5〜15重量%と、 (c)シリカ粉末65〜85重量%と、 (d)少なくとも一個のアルキル基、フェニル基、又は
    アルキル置換フェニル基を有するアルコキシモノシラン
    化合物0.02〜1.0重量% とを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。
JP27322084A 1984-12-26 1984-12-26 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Pending JPS61151234A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03119051A (ja) * 1989-10-02 1991-05-21 Toray Ind Inc エポキシ樹脂組成物
JP2005162846A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Nitto Denko Corp 半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置
JP2014009233A (ja) * 2012-06-27 2014-01-20 Hitachi Chemical Co Ltd 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP2017101254A (ja) * 2017-02-28 2017-06-08 日立化成株式会社 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
CN113388235A (zh) * 2021-06-28 2021-09-14 华南理工大学 一种耐湿热的高介电常数环氧树脂复合材料及其制备方法

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