JP2000281751A - エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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- JP2000281751A JP2000281751A JP11093838A JP9383899A JP2000281751A JP 2000281751 A JP2000281751 A JP 2000281751A JP 11093838 A JP11093838 A JP 11093838A JP 9383899 A JP9383899 A JP 9383899A JP 2000281751 A JP2000281751 A JP 2000281751A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成形性に優れ、熱時強度、低吸湿性に優れて
いるエポキシ樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹
脂、（Ｃ）シランカップリング剤、（Ｄ）溶融シリカ粉
末、及び（Ｅ）硬化促進剤を必須成分とし、一般式
（１）で示されるエポキシ樹脂、又は一般式（２）で示
されるフェノール樹脂から選択される少なくとも１種以
上を含むエポキシ樹脂組成物において、シランカップリ
ング剤が、（Ａ）エポキシ樹脂、又は（Ｂ）フェノール
樹脂に予め加熱混合されていることを特徴とする半導体
封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 （式中、Ｒは、水素、炭素数１から９までのアルキル
基、又はハロゲン原子から選択される基であり、互いに
同一であっても、異なっていても良い。ｎは平均値で、
１〜５の正数） 【化２】 （式中、Ｒは、水素、炭素数１から９までのアルキル
基、又はハロゲン原子から選択される基であり、互いに
同一であっても、異なっていても良い。ｎは平均値で、
１〜５の正数）
いるエポキシ樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹
脂、（Ｃ）シランカップリング剤、（Ｄ）溶融シリカ粉
末、及び（Ｅ）硬化促進剤を必須成分とし、一般式
（１）で示されるエポキシ樹脂、又は一般式（２）で示
されるフェノール樹脂から選択される少なくとも１種以
上を含むエポキシ樹脂組成物において、シランカップリ
ング剤が、（Ａ）エポキシ樹脂、又は（Ｂ）フェノール
樹脂に予め加熱混合されていることを特徴とする半導体
封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 （式中、Ｒは、水素、炭素数１から９までのアルキル
基、又はハロゲン原子から選択される基であり、互いに
同一であっても、異なっていても良い。ｎは平均値で、
１〜５の正数） 【化２】 （式中、Ｒは、水素、炭素数１から９までのアルキル
基、又はハロゲン原子から選択される基であり、互いに
同一であっても、異なっていても良い。ｎは平均値で、
１〜５の正数）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形性、耐半田性
に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを
用いた半導体装置に関するものである。
に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを
用いた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子の封止方法
としてエポキシ樹脂組成物のトランスファー成形が低コ
スト、大量生産に適しており、採用されて久しく、信頼
性の点でもエポキシ樹脂や硬化剤であるフェノール樹脂
の改良により特性の向上が図られてきた。しかし、近年
の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向にお
いて、半導体の高集積化も年々進み、又、半導体装置の
表面実装化が促進されるなかで、半導体封止用エポキシ
樹脂組成物への要求は益々厳しいものとなってきてい
る。このため、従来からのエポキシ樹脂組成物では解決
出来ない問題点も出てきている。その最大の問題点は、
表面実装の採用により半導体装置が半田浸漬、或いはリ
フロー工程で急激に２００℃以上の高温にさらされ、吸
湿した水分が爆発的に気化する際の応力により、半導体
装置にクラックが発生したり、半導体素子、リードフレ
ーム、インナーリード上の各種メッキされた各接合部分
と樹脂組成物の硬化物の界面で剥離が生じ信頼性が著し
く低下する現象である。
としてエポキシ樹脂組成物のトランスファー成形が低コ
スト、大量生産に適しており、採用されて久しく、信頼
性の点でもエポキシ樹脂や硬化剤であるフェノール樹脂
の改良により特性の向上が図られてきた。しかし、近年
の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向にお
いて、半導体の高集積化も年々進み、又、半導体装置の
表面実装化が促進されるなかで、半導体封止用エポキシ
樹脂組成物への要求は益々厳しいものとなってきてい
る。このため、従来からのエポキシ樹脂組成物では解決
出来ない問題点も出てきている。その最大の問題点は、
表面実装の採用により半導体装置が半田浸漬、或いはリ
フロー工程で急激に２００℃以上の高温にさらされ、吸
湿した水分が爆発的に気化する際の応力により、半導体
装置にクラックが発生したり、半導体素子、リードフレ
ーム、インナーリード上の各種メッキされた各接合部分
と樹脂組成物の硬化物の界面で剥離が生じ信頼性が著し
く低下する現象である。
【０００３】半田処理による信頼性低下を改善するため
に、エポキシ樹脂組成物中の溶融シリカ粉末の充填量を
増加させることで低吸湿化、高強度化、低熱膨張化を達
成し耐半田性を向上させるとともに、低溶融粘度の樹脂
を使用して、成形時に低粘度で高流動性を維持させる手
法が一般的となりつつある。一方、半田処理による信頼
性において、エポキシ樹脂組成物の硬化物と半導体装置
内部に存在する半導体素子やリードフレーム等の基材と
の界面の接着性は非常に重要になってきている。この界
面の接着力が弱いと半田処理後の基材との界面で剥離が
生じ、更にはこの剥離に起因し半導体装置にクラックが
発生する。界面の接着力向上の観点から、エポキシ樹脂
やフェノール樹脂に関しても多くの提案がなされている
が、特に一般式（１）のエポキシ樹脂や、一般式（２）
のフェノール樹脂は、その可撓性、低吸湿性において特
徴があり、好適であることが知られている（特開平５−
３４３５７０、特開平６−８０７６３、特開平８−１４
３６４８各号公報等）。
に、エポキシ樹脂組成物中の溶融シリカ粉末の充填量を
増加させることで低吸湿化、高強度化、低熱膨張化を達
成し耐半田性を向上させるとともに、低溶融粘度の樹脂
を使用して、成形時に低粘度で高流動性を維持させる手
法が一般的となりつつある。一方、半田処理による信頼
性において、エポキシ樹脂組成物の硬化物と半導体装置
内部に存在する半導体素子やリードフレーム等の基材と
の界面の接着性は非常に重要になってきている。この界
面の接着力が弱いと半田処理後の基材との界面で剥離が
生じ、更にはこの剥離に起因し半導体装置にクラックが
発生する。界面の接着力向上の観点から、エポキシ樹脂
やフェノール樹脂に関しても多くの提案がなされている
が、特に一般式（１）のエポキシ樹脂や、一般式（２）
のフェノール樹脂は、その可撓性、低吸湿性において特
徴があり、好適であることが知られている（特開平５−
３４３５７０、特開平６−８０７６３、特開平８−１４
３６４８各号公報等）。
【０００４】一般式（１）のエポキシ樹脂や、一般式
（２）のフェノール樹脂を硬化剤として用いた樹脂組成
物では、可撓性、低吸湿性の特徴のため、吸湿後半田処
理した際の発生応力が低いことにより、基材との剥離を
防止するという顕著な効果を有する。しかし、一方、一
般式（１）、一般式（２）の構造から明らかなように、
反応物の架橋構造中に占める極性基密度が低く、半導体
素子表面の窒化珪素などの無機コーティング膜やポリイ
ミドなどの有機コーティング膜、銅や鉄・ニッケル合金
であるリードフレームなど各基材との界面接着力という
観点からは不利である。このため、可撓性、低吸湿とい
う特徴を損なわない範囲で、更に基材との接着強度を向
上させることにより、吸湿半田処理での基材との剥離を
防止できるエポキシ樹脂組成物が望まれている。
（２）のフェノール樹脂を硬化剤として用いた樹脂組成
物では、可撓性、低吸湿性の特徴のため、吸湿後半田処
理した際の発生応力が低いことにより、基材との剥離を
防止するという顕著な効果を有する。しかし、一方、一
般式（１）、一般式（２）の構造から明らかなように、
反応物の架橋構造中に占める極性基密度が低く、半導体
素子表面の窒化珪素などの無機コーティング膜やポリイ
ミドなどの有機コーティング膜、銅や鉄・ニッケル合金
であるリードフレームなど各基材との界面接着力という
観点からは不利である。このため、可撓性、低吸湿とい
う特徴を損なわない範囲で、更に基材との接着強度を向
上させることにより、吸湿半田処理での基材との剥離を
防止できるエポキシ樹脂組成物が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、成形性に優
れ、吸湿後の半田処理においても、硬化物の半導体装置
に、クラックや、基材との剥離が発生しない耐半田性に
優れる樹脂組成物を提供することを目的としてなされた
ものである。
れ、吸湿後の半田処理においても、硬化物の半導体装置
に、クラックや、基材との剥離が発生しない耐半田性に
優れる樹脂組成物を提供することを目的としてなされた
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）エポキ
シ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）シランカップリ
ング剤、（Ｄ）溶融シリカ粉末、及び（Ｅ）硬化促進剤
を必須成分とし、一般式（１）で示されるエポキシ樹
脂、又は一般式（２）で示されるフェノール樹脂から選
択される少なくとも１種以上を含むエポキシ樹脂組成物
において、シランカップリング剤が、（Ａ）エポキシ樹
脂、又は（Ｂ）フェノール樹脂に予め加熱混合されてい
ることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
及びこれを用いて半導体素子を封止してなる半導体装置
である。
シ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）シランカップリ
ング剤、（Ｄ）溶融シリカ粉末、及び（Ｅ）硬化促進剤
を必須成分とし、一般式（１）で示されるエポキシ樹
脂、又は一般式（２）で示されるフェノール樹脂から選
択される少なくとも１種以上を含むエポキシ樹脂組成物
において、シランカップリング剤が、（Ａ）エポキシ樹
脂、又は（Ｂ）フェノール樹脂に予め加熱混合されてい
ることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
及びこれを用いて半導体素子を封止してなる半導体装置
である。
【化３】 （式中のＲは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数１
から９までのアルキル基から選択される基であり、互い
に同一であっても、異なっていても良い、ｎは平均値
で、１〜５の正数）
から９までのアルキル基から選択される基であり、互い
に同一であっても、異なっていても良い、ｎは平均値
で、１〜５の正数）
【０００７】
【化４】 （式中のＲは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数１
から９までのアルキル基から選択される基であり、互い
に同一であっても、異なっていても良い、ｎは平均値
で、１〜５の正数）
から９までのアルキル基から選択される基であり、互い
に同一であっても、異なっていても良い、ｎは平均値
で、１〜５の正数）
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられる一般式（１）で示されるエポキシ樹
脂は、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリ
マー全般を指し、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、
スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ
樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などの結晶性エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、オルソ
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタ
ジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、トリフェノール
メタン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、一
般式（１）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。こ
れらのエポキシ樹脂は、単独もしくは混合して用いても
差し支えない。これらの内で、好ましいエポキシ樹脂と
しては、一般式（１）で示されるエポキシ樹脂である。
一般式（１）で示されるエポキシ樹脂は、１分子中にエ
ポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂であり、エポキ
シ基間に疎水性構造を有することを特徴とする。フェノ
ール樹脂との硬化物は架橋密度が低く、かつ疎水性の構
造を多く有することから吸湿率が低いため、エポキシ樹
脂組成物の成形時の熱応力或いは成形品である半導体装
置の吸湿後の半田処理における発生熱応力を低減し、基
材との密着性に優れる。一方、エポキシ基間の疎水性構
造は剛直なビフェニル骨格であることから、架橋密度が
低い割には耐熱性の低下が少ないという特徴を有する。
一般式（１）で示されるエポキシ樹脂の具体例を以下に
示すが、これらに限定されるものではない。
本発明に用いられる一般式（１）で示されるエポキシ樹
脂は、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリ
マー全般を指し、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、
スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ
樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などの結晶性エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、オルソ
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタ
ジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、トリフェノール
メタン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、一
般式（１）で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。こ
れらのエポキシ樹脂は、単独もしくは混合して用いても
差し支えない。これらの内で、好ましいエポキシ樹脂と
しては、一般式（１）で示されるエポキシ樹脂である。
一般式（１）で示されるエポキシ樹脂は、１分子中にエ
ポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂であり、エポキ
シ基間に疎水性構造を有することを特徴とする。フェノ
ール樹脂との硬化物は架橋密度が低く、かつ疎水性の構
造を多く有することから吸湿率が低いため、エポキシ樹
脂組成物の成形時の熱応力或いは成形品である半導体装
置の吸湿後の半田処理における発生熱応力を低減し、基
材との密着性に優れる。一方、エポキシ基間の疎水性構
造は剛直なビフェニル骨格であることから、架橋密度が
低い割には耐熱性の低下が少ないという特徴を有する。
一般式（１）で示されるエポキシ樹脂の具体例を以下に
示すが、これらに限定されるものではない。
【化５】 又、特にエポキシ樹脂組成物の溶融シリカ粉末の充填量
を高めるためには、室温では結晶性を示し、成形温度に
おいては溶融粘度が極めて低下する上記結晶性エポキシ
樹脂が好ましい。
を高めるためには、室温では結晶性を示し、成形温度に
おいては溶融粘度が極めて低下する上記結晶性エポキシ
樹脂が好ましい。
【０００９】本発明に用いられるフェノール樹脂は、フ
ェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリ
マー全般を指し、例えば、フェノールノボラック樹脂、
クレゾールノボラック樹脂、テルペ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、ビスフ
ェノールＡ、トリフェノールメタン、一般式（２）で示
されるフェノール樹脂等が挙げられるが、これらに限定
されるものではない。樹脂組成物の硬化物の低吸湿性や
基材との密着性の向上のためには、水酸基当量が１３０
〜２１０のものが好ましい。これらのフェノール樹脂
は、単独もしくは混合して用いても差し支えない。これ
らのフェノール樹脂の内で、好ましいのは、一般式
（２）で示されるフェノール樹脂である。一般式（２）
で示されるフェノール樹脂は、一般式（１）で示される
エポキシ樹脂で述べたことと全く同様であるが、更に一
般式（１）のエポキシ樹脂と一般式（２）のフェノール
樹脂とを組み合わせた場合に、半導体装置の低吸湿性、
吸湿後半田処理での耐半田クラック性、密着性などの信
頼性で最大の効果が得られる。一般式（２）で示される
フェノール樹脂の具体例を以下に示すが、これらに限定
されるものではない。
ェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリ
マー全般を指し、例えば、フェノールノボラック樹脂、
クレゾールノボラック樹脂、テルペ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、ビスフ
ェノールＡ、トリフェノールメタン、一般式（２）で示
されるフェノール樹脂等が挙げられるが、これらに限定
されるものではない。樹脂組成物の硬化物の低吸湿性や
基材との密着性の向上のためには、水酸基当量が１３０
〜２１０のものが好ましい。これらのフェノール樹脂
は、単独もしくは混合して用いても差し支えない。これ
らのフェノール樹脂の内で、好ましいのは、一般式
（２）で示されるフェノール樹脂である。一般式（２）
で示されるフェノール樹脂は、一般式（１）で示される
エポキシ樹脂で述べたことと全く同様であるが、更に一
般式（１）のエポキシ樹脂と一般式（２）のフェノール
樹脂とを組み合わせた場合に、半導体装置の低吸湿性、
吸湿後半田処理での耐半田クラック性、密着性などの信
頼性で最大の効果が得られる。一般式（２）で示される
フェノール樹脂の具体例を以下に示すが、これらに限定
されるものではない。
【化６】
【００１０】本発明に用いられる溶融シリカ粉末として
は、例えば、火炎中で溶融された天然シリカ、及び、テ
トラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等を加水分
解して得られる合成シリカ等が挙げられる。又、その形
状・製法により球状シリカと破砕シリカがある。溶融シ
リカ粉末の配合量としては、全樹脂組成物中に７５〜９
３重量％が好ましい。７５重量％未満だと、樹脂組成物
の硬化物の吸湿量が増大し、しかも半田処理温度での強
度が低下してしまうため、半田処理時に半導体装置にク
ラックが発生し易くなり好ましくない。一方、９３重量
％を越えると、樹脂組成物の成形時の流動性が低下し、
未充填やチップシフト、パッドシフトが発生し易くなり
好ましくない。特に溶融シリカ粉末を高充填するために
は、球状のものが好ましい。又、粒度分布としては広い
ものが、成形時の樹脂組成物の溶融粘度を低減するため
に有効である。
は、例えば、火炎中で溶融された天然シリカ、及び、テ
トラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等を加水分
解して得られる合成シリカ等が挙げられる。又、その形
状・製法により球状シリカと破砕シリカがある。溶融シ
リカ粉末の配合量としては、全樹脂組成物中に７５〜９
３重量％が好ましい。７５重量％未満だと、樹脂組成物
の硬化物の吸湿量が増大し、しかも半田処理温度での強
度が低下してしまうため、半田処理時に半導体装置にク
ラックが発生し易くなり好ましくない。一方、９３重量
％を越えると、樹脂組成物の成形時の流動性が低下し、
未充填やチップシフト、パッドシフトが発生し易くなり
好ましくない。特に溶融シリカ粉末を高充填するために
は、球状のものが好ましい。又、粒度分布としては広い
ものが、成形時の樹脂組成物の溶融粘度を低減するため
に有効である。
【００１１】本発明に用いられるシランカップリング剤
は、予めエポキシ樹脂、又はフェノール樹脂中に加熱混
合されていることを特徴とする。シランカップリング剤
の配合においては、溶融シリカの表面をシランカップリ
ング剤で予め処理することで、溶融シリカと樹脂成分と
の界面の親和性を向上させ、或いは化学結合を形成さ
せ、樹脂組成物の硬化物の機械的特性を向上することを
目的に使用されているのが一般的である。これはシラン
カップリング剤が、溶融シリカに吸着された水分、及び
溶融シリカ表面上に存在するシラノール基との間で、容
易に加水分解して水素結合或いは共有結合を形成し易い
特徴を利用したものである。一方、シランカップリング
剤は、溶融シリカ以外にも、半導体装置の内部に存在す
る各種基材と樹脂組成物の硬化物と界面との親和性の向
上や、化学結合の形成による界面の接着性の向上にも効
果がある。この場合は配合されたシランカップリング剤
が、エポキシ樹脂組成物の混合工程で溶融シリカ表面に
吸着或いは結合されず、エポキシ樹脂組成物の成形時に
各種基材との界面に効率的に移行しやすいことが必要に
なる。このためには、シランカップリング剤が溶融シリ
カと直接接触しない混合工程が必要であり、その好適な
方法が、シランカップリング剤を予め樹脂に加熱混合さ
せる方法である。
は、予めエポキシ樹脂、又はフェノール樹脂中に加熱混
合されていることを特徴とする。シランカップリング剤
の配合においては、溶融シリカの表面をシランカップリ
ング剤で予め処理することで、溶融シリカと樹脂成分と
の界面の親和性を向上させ、或いは化学結合を形成さ
せ、樹脂組成物の硬化物の機械的特性を向上することを
目的に使用されているのが一般的である。これはシラン
カップリング剤が、溶融シリカに吸着された水分、及び
溶融シリカ表面上に存在するシラノール基との間で、容
易に加水分解して水素結合或いは共有結合を形成し易い
特徴を利用したものである。一方、シランカップリング
剤は、溶融シリカ以外にも、半導体装置の内部に存在す
る各種基材と樹脂組成物の硬化物と界面との親和性の向
上や、化学結合の形成による界面の接着性の向上にも効
果がある。この場合は配合されたシランカップリング剤
が、エポキシ樹脂組成物の混合工程で溶融シリカ表面に
吸着或いは結合されず、エポキシ樹脂組成物の成形時に
各種基材との界面に効率的に移行しやすいことが必要に
なる。このためには、シランカップリング剤が溶融シリ
カと直接接触しない混合工程が必要であり、その好適な
方法が、シランカップリング剤を予め樹脂に加熱混合さ
せる方法である。
【００１２】本発明に用いられるシランカップリング剤
としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ
−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等
のアミノ基を有するシラン、γ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキ
シル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基を有す
るシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
等のメルカプト基を有するシラン、ビニルトリメトキシ
シラン等のビニル基を有するシラン、γ−（メタクリロ
キシプロピル）トリメトキシシラン等のメタクリル基を
有するシランなどを挙げることができるが、これらに限
定されるものではない。上記シランカップリング剤の
内、アミノ基を有するシランカップリング剤は各種基材
との接着性に優れる利点があるが、一方、溶融シリカに
接触することで容易に反応し、シリカ表面に固定化され
てしまう特徴を有するために、予め樹脂に加熱混合させ
ておくと特に効果を発揮する。本発明のエポキシ樹脂組
成物においては、シランカップリング剤は予めエポキシ
樹脂、又はフェノール樹脂に加熱混合されて用いられる
ことを必須とするが、それ以外に、通常の溶融シリカの
表面に処理されたシランカップリング剤や、エポキシ樹
脂組成物を製造する工程で各成分を混合する際に添加さ
れるシランカップリング剤を含んでいても差し支えな
い。加熱混合においては、通常、樹脂の軟化点以上に樹
脂を加熱し、溶融樹脂にシランカップリング剤を添加し
て、十分に混合することが必要である。加熱温度が高い
と、シランカップリング剤が樹脂と混合される前に揮発
するので、加熱温度は効率良く樹脂を混合できる範囲で
低温で行うことが好ましく、通常は１００℃〜１５０℃
が適当である。
としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ
−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等
のアミノ基を有するシラン、γ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキ
シル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基を有す
るシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
等のメルカプト基を有するシラン、ビニルトリメトキシ
シラン等のビニル基を有するシラン、γ−（メタクリロ
キシプロピル）トリメトキシシラン等のメタクリル基を
有するシランなどを挙げることができるが、これらに限
定されるものではない。上記シランカップリング剤の
内、アミノ基を有するシランカップリング剤は各種基材
との接着性に優れる利点があるが、一方、溶融シリカに
接触することで容易に反応し、シリカ表面に固定化され
てしまう特徴を有するために、予め樹脂に加熱混合させ
ておくと特に効果を発揮する。本発明のエポキシ樹脂組
成物においては、シランカップリング剤は予めエポキシ
樹脂、又はフェノール樹脂に加熱混合されて用いられる
ことを必須とするが、それ以外に、通常の溶融シリカの
表面に処理されたシランカップリング剤や、エポキシ樹
脂組成物を製造する工程で各成分を混合する際に添加さ
れるシランカップリング剤を含んでいても差し支えな
い。加熱混合においては、通常、樹脂の軟化点以上に樹
脂を加熱し、溶融樹脂にシランカップリング剤を添加し
て、十分に混合することが必要である。加熱温度が高い
と、シランカップリング剤が樹脂と混合される前に揮発
するので、加熱温度は効率良く樹脂を混合できる範囲で
低温で行うことが好ましく、通常は１００℃〜１５０℃
が適当である。
【００１３】本発明に用いられる硬化促進剤は、前記エ
ポキシ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応の触媒となり
得るものを指し、具体例としては、トリブチルアミン、
１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７
等のアミン系化合物、トリフェニルホスフィン、テトラ
フェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート塩等の
有機リン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダ
ゾール化合物等が挙げられる。これらは単独でも混合し
て用いても差し支えない。
ポキシ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応の触媒となり
得るものを指し、具体例としては、トリブチルアミン、
１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７
等のアミン系化合物、トリフェニルホスフィン、テトラ
フェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート塩等の
有機リン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダ
ゾール化合物等が挙げられる。これらは単独でも混合し
て用いても差し支えない。
【００１４】本発明の樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｅ）成
分の他、必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、三酸化アン
チモン等の難燃剤、ポリシロキサン化合物に代表される
低応力剤、カーボンブラックに代表される着色剤、カル
ナバワックス、長鎖脂肪酸、酸化ポリエチレン等の離型
剤が適宜配合可能である。本発明の樹脂組成物は、予め
（Ａ）一般式（１）のエポキシ樹脂又は一般式（２）の
フェノール樹脂に（Ｄ）シランカップリング剤を予め溶
融混合した溶融混合物と、（Ｃ）溶融シリカ粉末、
（Ｅ）硬化促進剤、及びその他の添加剤等を、ミキサー
等を用いて混合後、加熱ニーダや熱ロールを用いて加熱
混練し、続いて冷却、粉砕することで得られる。本発明
の樹脂組成物を用いて、半導体素子等の電子部品を封止
し、半導体装置を製造するには、トランスファーモール
ド、コンプレッションモールド、インジェクションモー
ルド等の従来の成形方法で硬化成形すればよい。
分の他、必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、三酸化アン
チモン等の難燃剤、ポリシロキサン化合物に代表される
低応力剤、カーボンブラックに代表される着色剤、カル
ナバワックス、長鎖脂肪酸、酸化ポリエチレン等の離型
剤が適宜配合可能である。本発明の樹脂組成物は、予め
（Ａ）一般式（１）のエポキシ樹脂又は一般式（２）の
フェノール樹脂に（Ｄ）シランカップリング剤を予め溶
融混合した溶融混合物と、（Ｃ）溶融シリカ粉末、
（Ｅ）硬化促進剤、及びその他の添加剤等を、ミキサー
等を用いて混合後、加熱ニーダや熱ロールを用いて加熱
混練し、続いて冷却、粉砕することで得られる。本発明
の樹脂組成物を用いて、半導体素子等の電子部品を封止
し、半導体装置を製造するには、トランスファーモール
ド、コンプレッションモールド、インジェクションモー
ルド等の従来の成形方法で硬化成形すればよい。
【００１５】以下、本発明を実施例で具体的に説明す
る。配合単位は重量部とする。 溶融混合物の製造例 溶融混合フェノール樹脂Ａ：フェノールアラルキル樹脂
（三井化学（株）・製 ＸＬ２２５−ＬＬ、軟化点７５
℃、水酸基当量１７５；以下フェノールアラルキル樹脂
という）４．６重量部とγ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン０．３重量部とを１２０℃で３０分間攪拌混合
して、溶融混合フェノール樹脂Ａを得た。 溶融混合エポキシ樹脂Ｂ：式（３）のエポキシ樹脂７．
４重量部とγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン０．３重量部とを１２０℃で３０分間攪拌混合して、
溶融混合エポキシ樹脂Ｂを得た。
る。配合単位は重量部とする。 溶融混合物の製造例 溶融混合フェノール樹脂Ａ：フェノールアラルキル樹脂
（三井化学（株）・製 ＸＬ２２５−ＬＬ、軟化点７５
℃、水酸基当量１７５；以下フェノールアラルキル樹脂
という）４．６重量部とγ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン０．３重量部とを１２０℃で３０分間攪拌混合
して、溶融混合フェノール樹脂Ａを得た。 溶融混合エポキシ樹脂Ｂ：式（３）のエポキシ樹脂７．
４重量部とγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン０．３重量部とを１２０℃で３０分間攪拌混合して、
溶融混合エポキシ樹脂Ｂを得た。
【化７】
【００１６】溶融混合フェノール樹脂Ｃ：式（４）のフ
ェノール樹脂（水酸基当量１９５、軟化点７０℃）５．
０重量部とＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン０．３重量部とを１２０℃で３０分間攪拌混
合して、溶融混合フェノール樹脂Ｃを得た。
ェノール樹脂（水酸基当量１９５、軟化点７０℃）５．
０重量部とＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン０．３重量部とを１２０℃で３０分間攪拌混
合して、溶融混合フェノール樹脂Ｃを得た。
【化８】
【００１７】溶融混合フェノール樹脂Ｄ：実施例１で用
いたフェノールアラルキル樹脂５．７重量部とγ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン０．３重量部とを１２０
℃で加熱して３０分間攪拌混合して、溶融混合フェノー
ル樹脂Ｄを得た。
いたフェノールアラルキル樹脂５．７重量部とγ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン０．３重量部とを１２０
℃で加熱して３０分間攪拌混合して、溶融混合フェノー
ル樹脂Ｄを得た。
【００１８】 実施例１ 溶融混合フェノール樹脂Ａ ４．９重量部 式（３）のエポキシ樹脂（エポキシ当量２７０、軟化点６０℃） ７．４重量部 球状溶融シリカ粉末 ８７．０重量部 １，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下ＤＢＵと略す） ０．２重量部 カルナバワックス ０．２重量部 カーボンブラック ０．３重量部 をミキサーを用いて混合した後、表面温度が９０℃と４
５℃の２本ロールを用いて３０回混練し、得られた混練
物シートを冷却後粉砕して、樹脂組成物を得た。得られ
た樹脂組成物を以下の方法で評価した。結果を表１に示
す。
５℃の２本ロールを用いて３０回混練し、得られた混練
物シートを冷却後粉砕して、樹脂組成物を得た。得られ
た樹脂組成物を以下の方法で評価した。結果を表１に示
す。
【００１９】評価方法 スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−Ｉ−６６に準じたスパイ
ラルフロー測定用の金型を用いて、金型温度１７５℃、
注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２分で測定した。
単位はｃｍ。 熱時強度：２４０℃での曲げ強さをＪＩＳ−Ｋ６９１１
に準じて測定した。単位はｋｇｆ／ｍｍ2。 耐半田性：１００ピンＴＱＦＰ（パッケージサイズは１
４×１４ｍｍ、厚み１．４ｍｍ、シリコンチップサイズ
は８．０×８．０ｍｍ、リードフレームは４２アロイ
製）を、金型温度１７５℃、射出圧力７５ｋｇ／ｃ
ｍ2、硬化時間２分でトランスファー成形し、１７５
℃、８時間で後硬化させた。得られた半導体パッケージ
を８５℃、相対湿度８５％の環境下で７２時間及び１６
８時間放置し、その後２４０℃の半田槽に１０秒間浸漬
した。顕微鏡で外部クラックを観察し、クラック数
（（クラック発生パッケージ数）／（全パッケージ数）
×１００）を％で表示した。又、チップと樹脂組成物と
の剥離面積の割合を超音波探傷装置を用いて測定し、剥
離率（（剥離面積）／（チップ面積）×１００）とし
て、５個のパッケージの平均値を求め、％で表示した。
ラルフロー測定用の金型を用いて、金型温度１７５℃、
注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２分で測定した。
単位はｃｍ。 熱時強度：２４０℃での曲げ強さをＪＩＳ−Ｋ６９１１
に準じて測定した。単位はｋｇｆ／ｍｍ2。 耐半田性：１００ピンＴＱＦＰ（パッケージサイズは１
４×１４ｍｍ、厚み１．４ｍｍ、シリコンチップサイズ
は８．０×８．０ｍｍ、リードフレームは４２アロイ
製）を、金型温度１７５℃、射出圧力７５ｋｇ／ｃ
ｍ2、硬化時間２分でトランスファー成形し、１７５
℃、８時間で後硬化させた。得られた半導体パッケージ
を８５℃、相対湿度８５％の環境下で７２時間及び１６
８時間放置し、その後２４０℃の半田槽に１０秒間浸漬
した。顕微鏡で外部クラックを観察し、クラック数
（（クラック発生パッケージ数）／（全パッケージ数）
×１００）を％で表示した。又、チップと樹脂組成物と
の剥離面積の割合を超音波探傷装置を用いて測定し、剥
離率（（剥離面積）／（チップ面積）×１００）とし
て、５個のパッケージの平均値を求め、％で表示した。
【００２０】実施例２〜４、比較例１〜３ 表１に示す割合で各成分を配合し、実施例１と同様にし
て樹脂組成物を得、実施例１と同様にして評価した。結
果を表１に示す。なお、実施例１以外に用いた処理シリ
カを以下に示す。 処理シリカ：実施例１で用いた球状溶融シリカ８７．０
重量部を攪拌下γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
０．３重量部を噴霧した。室温で２４時間放置して処理
シリカとした。
て樹脂組成物を得、実施例１と同様にして評価した。結
果を表１に示す。なお、実施例１以外に用いた処理シリ
カを以下に示す。 処理シリカ：実施例１で用いた球状溶融シリカ８７．０
重量部を攪拌下γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
０．３重量部を噴霧した。室温で２４時間放置して処理
シリカとした。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物を用いると、成形性
に優れ、かつ封止された半導体装置は、熱時強度、低吸
湿性に優れているため吸湿後の耐半田性に優れる。
に優れ、かつ封止された半導体装置は、熱時強度、低吸
湿性に優れているため吸湿後の耐半田性に優れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 Ｆターム(参考） 4J002 CC07X CD06W DJ017 EN028 EU118 EU138 EW018 EW178 EX006 EX076 FB09W FB09X FB14W FB14X FD158 GQ05 4J036 AA01 AA04 AF07 DC05 DC41 DC46 DD07 FA05 FA13 FB08 GA04 GA23 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB03 EB04 EB06 EB09 EB13 EC01 EC03 EC20
Claims (3)
- 【請求項１】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール
樹脂、（Ｃ）シランカップリング剤、（Ｄ）溶融シリカ
粉末、及び（Ｅ）硬化促進剤を必須成分とし、一般式
（１）で示されるエポキシ樹脂、又は一般式（２）で示
されるフェノール樹脂から選択される少なくとも１種以
上を含むエポキシ樹脂組成物において、シランカップリ
ング剤が、（Ａ）エポキシ樹脂、又は（Ｂ）フェノール
樹脂に予め加熱混合されていることを特徴とする半導体
封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 （式中のＲは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数１
から９までのアルキル基から選択される基であり、互い
に同一であっても、異なっていても良い、ｎは平均値
で、１〜５の正数） 【化２】 （式中のＲは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数１
から９までのアルキル基から選択される基であり、互い
に同一であっても、異なっていても良い、ｎは平均値
で、１〜５の正数） - 【請求項２】 シランカップリング剤がアミノ基を有す
る請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項３】請求項１、２記載の半導体封止用エポキシ
樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特
徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093838A JP2000281751A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093838A JP2000281751A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000281751A true JP2000281751A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=14093544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11093838A Pending JP2000281751A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000281751A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234031A (ja) * | 2000-02-22 | 2001-08-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002155191A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002155130A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002206021A (ja) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2005060632A (ja) * | 2003-08-20 | 2005-03-10 | Nikko Materials Co Ltd | 固形シランカップリング剤及びそれを含む樹脂組成物、硬化物、粉体塗料並びに封止材料 |
| JPWO2004065486A1 (ja) * | 2003-01-17 | 2006-05-18 | 住友ベークライト株式会社 | エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 |
| KR20060077799A (ko) * | 2004-12-31 | 2006-07-05 | 주식회사 케이씨씨 | 반도체소자 봉지용 에폭시 수지 조성물 |
| CN1315905C (zh) * | 2003-02-18 | 2007-05-16 | 住友电木株式会社 | 环氧树脂组合物和半导体器件 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP11093838A patent/JP2000281751A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234031A (ja) * | 2000-02-22 | 2001-08-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002155191A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002155130A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002206021A (ja) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JPWO2004065486A1 (ja) * | 2003-01-17 | 2006-05-18 | 住友ベークライト株式会社 | エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 |
| JP4654912B2 (ja) * | 2003-01-17 | 2011-03-23 | 住友ベークライト株式会社 | エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 |
| CN1315905C (zh) * | 2003-02-18 | 2007-05-16 | 住友电木株式会社 | 环氧树脂组合物和半导体器件 |
| JP2005060632A (ja) * | 2003-08-20 | 2005-03-10 | Nikko Materials Co Ltd | 固形シランカップリング剤及びそれを含む樹脂組成物、硬化物、粉体塗料並びに封止材料 |
| KR20060077799A (ko) * | 2004-12-31 | 2006-07-05 | 주식회사 케이씨씨 | 반도체소자 봉지용 에폭시 수지 조성물 |
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