JPS63347A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - 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】 〔１既　　要〕 半導体装置やその他の電子回路部品（以下、総称的に“
半導体”と呼ぶ）を封止するためのエポキシ樹脂組成物
が開示される。この本発明の１４止用工ポキシ樹脂組成
物は、その１成分としてポリフッ化ビニリデンを含むこ
とを特徴とする。本発明によれば、特に成形時の硬化収
縮に伴う応力が小さくかつ耐水性にすぐれている封止組
成物が提供される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体封止用組成物に関する。本発明は、さら
に詳しく述べると、特に成形時の硬化収縮に伴う応力が
小さくかつ耐水性にすくれた半導体対土用エポキシ樹脂
組成物に関する。

〔従来の技術〕

近年、半導体はバクーンの微細化、チップの大型化が進
み、これに伴い低応力で耐水性にすくれたプラスチック
パッケージ材料が要求されるようになってきた。

従来、このような半導体を封止するため、エポキシ樹脂
が広く封止用樹脂として用いられている。

それというのも、エポキシ樹脂は、−最に、アミン類、
酸無水物、フェノール樹脂などの硬化剤を用いて硬化さ
せると、電気的、機械的、そして熱的にすぐれた性質を
奏するようになるからである。

ところで、樹脂封止した半導体を高温多湿状態に長時間
放置した場合、樹脂バルク中や、樹脂リード線、素子と
の間隙を通じて、外部の水がパフケージ内部に浸入し、
素子上のアルミニウム配線、ポンディングパッド部のア
ルミニウムを腐食し、断線をひきおこす問題がある。こ
のような水の浸入の問題の対策として、架橋密度の向上
により耐水性の向上を計ることがしばしば行なわれてい
る。

しかし、この方法では、樹脂が硬くなり、低下させよう
としている応力が逆に増大するという望ましくない傾向
がある。

また、樹脂封止した半導体の場合、その半導体と樹脂と
の間に熱膨張係数に差があるため（例えばシリコン基板
の熱膨張係数が１０−６１／にのオーダーに対しエポキ
シ樹脂のそれは１０−５１／にのオーダーである）、環
境温度の変化、すなわち、例えば通電時の発熱、急激な
冷却等、に伴って樹脂などに割れが入り、チップ表面の
絶縁膜が割れ、アルミニウム配線が変形し、断線する、
などの問題が発生する。この応力の問題を解消するため
、架橋密度を低下させる、可撓剤を添加する、などの方
法が用いられているけれども、これらの方法では、耐水
性が劣化するという重大な欠点がある。

また、充填剤の添加量を増やして熱膨張係数を小さくす
ることも考えられるが、この方法では流動性が低下し、
ワイヤオープンなどの不良が発生する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した通り、従来の技術では低応力化と高耐水性化を
同時に実現するようなすぐれたプラスチックパッケージ
材料は未だ提案されていない。したがって、このような
プラスチックパッケージ材料、換言すると、半導体封止
用樹脂組成物を提供することが、本発明が今解決しよう
とする問題点である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、半導体封止用エポキシ樹脂組成物中でポ
リフッ化ビニリデンを使用した場合に上述の問題点を解
決し得るということを見い出した。

本発明によれば、エポキシ樹脂が成形時に硬化収縮する
際に生ずる応力を流動状態あるいは溶融状態にあるポリ
フッ化ビニリデンが緩和することにより、成形時及びア
フターキュア後の応力を減少させることができる。

本発明の実施において、エポキシ樹脂としては、電気特
性、耐水性、成形性の面から、ノボラック型エポキシ樹
脂が好ましい。また、ポリフッ化ビニリデンとしては、
１５０℃以上の融点を有するポリフッ化ビニリデン粉末
が好ましい。このポリフッ化ビニリデン粉末は、ノボラ
ック型エポキシ樹脂の使用量を１００重量部とした場合
、約１〜２０重世部の量で有利に使用することができる
。

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、上記したポリフッ
化ビニリデンのほか、充填剤、好ましくは無機質充填剤
、例えばシリカ、アルミナなど熱放散性の良いもの；硬
化剤、好ましくはフェノール性水酸基を有する硬化剤、
例えばフェノールノボラック；無機質充填剤と樹脂分と
を結合させて耐水性、強度を高めるためのカップリング
剤、例えば３−グリンドキシプロビルトリメトキシシラ
ンに代表されるランカップリング剤；硬化促進剤、例え
ば２−メチルイミダゾール；離型剤、例えばエステルワ
ックス；難燃剤；着色剤；その他を必要に応じて含有す
ることができる。

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、上記した成分を、
ロール、ニーダ−、コニーダ等の常用の手段を用いて、
約６０〜８０°Ｃの温度で加熱混練することによって調
整することができる。

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の好ましい組
成例を示すと、次の通りである：Ｄ・　　　八　　　　
　　　　　　　−」Ｅ量追［−ノボラック型エポキシ樹
脂　　　１００ポリフツ化ビニリデン粉末　　　１〜２
０（Ｍ、Ｐ、１５０℃以上） 無機質充填剤　　　　　　　　　２５０〜５００フェノ
ール性水酸基を有する 硬化剤　　　　　　　　　　　　２０〜１００その他の
添加剤　　　　　　　　必要量〔作　用〕 ＩＣ，ＬＳＩ等を低圧トランスファ成形する時やアフタ
ーキュア時の温度は少なくとも１５０°Ｃ以上である。

一方、樹脂組成物中で使用するポリフッ化ビニリデンの
融点は１５０℃以上、すなわち、好ましいことに上記成
形温度あるいはアフターキュア温度と同程度である。こ
のようなポリフッ化ビニリデンを用いることにより、エ
ポキシ樹脂が成形時に硬化収縮する際に生ずる応力を少
なくとも一部が流動状態あるいは溶融状態にあるポリフ
ッ化ビニリデンで効果的に吸収し、緩和することができ
る。

〔実施例〕

倒−」− 〇−タレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当
［２２０）　１００重量部、硬化剤としてのフェノール
ノボラック（水酸基当量１０５）　６０重量部、充填剤
としてのメジアン径１２μｍのシリカ粉末３８０重量部
、カソプリノグ剤としての３−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン２重量部、硬化促進剤としての２−メ
チルイミダゾール２重量部、離型剤としてのエステルワ
ックス、ヘキストワソクスＥ（商品名）１．５重量部、
着色剤としてのカーボンブランク１重量部、そして融点
１７０℃のポリフッ化ビニリデン粉末１０重量部を熱ロ
ールにて６０〜８０℃で混練し、得られた組成物を１０
メツシユパスの粉末とした。この粉末のタブレットをト
ランスファ圧力５０ｋｇ／ｃｍｚ、成形温度１７５℃及
び成形時間２．５分間でトランスファ成形し、得られた
成形品の応力をピエゾ素子法ζこより測定した。さらに
、この成形品を１７５°Ｃ１８時間の条件でアフターキ
ュアを行ない、上記成形後と同様に応力測定をしたほか
、曲げ弾性率及び煮沸吸水率も測定した。下記の第１表
に示すような満足し得る結果が得られた。

例−−［工比士ｕ汁Ｌ ポリフッ化ビニリデンを使用しないで上記例■の手法を
繰り返した。下記の第１表Ｇこ示すような結果が得られ
た。

応力（ｋｇｆ／ｍｍ”）　　成形後−２゜６　　　−４
．７アフターキユ７　後　　−３，８−６，２曲げ弾性
率（ｋ’ｇｆ／＋ｎｍ２）　　　　１２７０　　　　１
４８０煮沸吸水率（２４ｈｒ、％）　　　　　０．２１
　　　０．３５〔発明の効果〕 本発明によれば、成形温度、アフターキュア温度付近に
融点のあるポリフッ化ビニリデンを用いることにより、
硬化収縮に伴う応力を緩和でき、かつ吸水性、耐食性を
低くすることができるので、低応力で耐水性にすぐれた
半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することができ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリフッ化ビニリデン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。 ２、主成分としてのエポキシ樹脂がノボラック型エポキ
   シ樹脂でありかつ前記ポリフッ化ビニリデンが１５０℃
   以上の融点を有するポリフッ化ビニリデン粉末である、
   特許請求の範囲第１項に記載のエポキシ樹脂組成物。 ３、前記ポリフッ化ビニリデン粉末が前記ノボラック型
   エポキシ樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部の量
   で含まれる、特許請求の範囲第２項に記載の樹脂組成物
   。