JP2003292579A - 液状封止用樹脂組成物および半導体封止装置 - Google Patents
液状封止用樹脂組成物および半導体封止装置Info
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Landscapes
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- Epoxy Resins (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 塗布後の形状保持性に優れ、半導体素子の接
続部など局部的な封止を実現することで、半導体部品の
小形化または高密度搭載性を可能とする一液性エポキシ
樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）融点が６０
℃以上１００℃以下のエポキシ樹脂アミンアダクト硬化
剤、（Ｃ）粘性調整剤として、平均粒子径が３０ｎｍ以
下かつ比表面積が５０ｍ2 ／ｇ以上の金属酸化物の粒子
および（Ｄ）充填剤を必須成分とする一液性エポキシ封
止用樹脂組成物であり、またこの組成物によって、装置
局部が樹脂封止されてなる半導体封止装置である。
続部など局部的な封止を実現することで、半導体部品の
小形化または高密度搭載性を可能とする一液性エポキシ
樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）融点が６０
℃以上１００℃以下のエポキシ樹脂アミンアダクト硬化
剤、（Ｃ）粘性調整剤として、平均粒子径が３０ｎｍ以
下かつ比表面積が５０ｍ2 ／ｇ以上の金属酸化物の粒子
および（Ｄ）充填剤を必須成分とする一液性エポキシ封
止用樹脂組成物であり、またこの組成物によって、装置
局部が樹脂封止されてなる半導体封止装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体接続部の封
止に使用される液状封止用樹脂組成物であって、より詳
しくは、作業性、保存安定性、製品の信頼性に優れた、
一液性エポキシ封止用樹脂組成物に関する。
止に使用される液状封止用樹脂組成物であって、より詳
しくは、作業性、保存安定性、製品の信頼性に優れた、
一液性エポキシ封止用樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体パッケージは、一段と軽薄
短小化の傾向にある。それに伴って半導体接続部の構造
は非常に微細化してきており、その封止材として局部的
に塗布することができ、かつその形状を維持して硬化す
ることのできる特性を有した液状封止樹脂が必要とされ
てきている。
短小化の傾向にある。それに伴って半導体接続部の構造
は非常に微細化してきており、その封止材として局部的
に塗布することができ、かつその形状を維持して硬化す
ることのできる特性を有した液状封止樹脂が必要とされ
てきている。
【０００３】これまで、熱硬化性の液状封止材を使用し
て封止を行うと、硬化時の熱によって封止樹脂が塗布部
分より広がったり、にじみが発生したりした。または、
その広がりを防止するためにダム枠を設置したりする必
要があった。また、上記要因が部品の高密度搭載の妨げ
となっていた。
て封止を行うと、硬化時の熱によって封止樹脂が塗布部
分より広がったり、にじみが発生したりした。または、
その広がりを防止するためにダム枠を設置したりする必
要があった。また、上記要因が部品の高密度搭載の妨げ
となっていた。
【０００４】その他に極端に硬化性を速くすることで、
広がりを低減する手法をとる場合があるが、主剤と硬化
剤を使用前に配合する二液型であったり、常温の粘度上
昇が著しく可使時間が短いものであるなど、作業性に優
れる材料ではない。
広がりを低減する手法をとる場合があるが、主剤と硬化
剤を使用前に配合する二液型であったり、常温の粘度上
昇が著しく可使時間が短いものであるなど、作業性に優
れる材料ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の事情に鑑みてなされたもので、塗布後の形状保持性に
優れ、局部的な封止を実現することで、半導体部品の小
形化または高密度搭載性を可能とする一液性エポキシ樹
脂組成物を提供しようとするものである。
の事情に鑑みてなされたもので、塗布後の形状保持性に
優れ、局部的な封止を実現することで、半導体部品の小
形化または高密度搭載性を可能とする一液性エポキシ樹
脂組成物を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を進めた結果、後述する組成の
一液性エポキシ樹脂組成物を液状封止材として用いるこ
とによって上記の目的を達成できることを見いだし、本
発明を完成したもである。
を達成しようと鋭意研究を進めた結果、後述する組成の
一液性エポキシ樹脂組成物を液状封止材として用いるこ
とによって上記の目的を達成できることを見いだし、本
発明を完成したもである。
【０００７】即ち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）融点が６０℃以上１００℃以下のエポキシ樹脂ア
ミンアダクト硬化剤、（Ｃ）平均粒子径が３０ｎｍ以下
かつ比表面積が５０ｍ2 ／ｇ以上の金属酸化物の粒子お
よび（Ｄ）充填剤を必須成分とすることを特徴とする一
液性エポキシ封止用樹脂組成物であり、またその樹脂組
成物によって、装置局部が樹脂封止されてなることを特
徴とする半導体封止装置である。
（Ｂ）融点が６０℃以上１００℃以下のエポキシ樹脂ア
ミンアダクト硬化剤、（Ｃ）平均粒子径が３０ｎｍ以下
かつ比表面積が５０ｍ2 ／ｇ以上の金属酸化物の粒子お
よび（Ｄ）充填剤を必須成分とすることを特徴とする一
液性エポキシ封止用樹脂組成物であり、またその樹脂組
成物によって、装置局部が樹脂封止されてなることを特
徴とする半導体封止装置である。
【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】本発明に用いる（Ａ）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、硬化可
能なエポキシ樹脂であればよく、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、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ノボラック型
エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂等が挙げられ、これらはクロルイオン
やナトリウムイオンの少ないものが好ましい。これらの
エポキシ樹脂は、単独又は２種以上混合して使用するこ
とができる。また、これらのエポキシ樹脂の他に、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、含複素環エポキシ樹脂、水添型ビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、芳
香族、脂肪族もしくは脂環式のカルボン酸とエピクロル
ヒドリンとの反応によって得られるエポキシ樹脂、スピ
ロ環含有エポキシ樹脂等も適宜併用することができる。
は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する、硬化可
能なエポキシ樹脂であればよく、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、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ノボラック型
エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂等が挙げられ、これらはクロルイオン
やナトリウムイオンの少ないものが好ましい。これらの
エポキシ樹脂は、単独又は２種以上混合して使用するこ
とができる。また、これらのエポキシ樹脂の他に、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、含複素環エポキシ樹脂、水添型ビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、芳
香族、脂肪族もしくは脂環式のカルボン酸とエピクロル
ヒドリンとの反応によって得られるエポキシ樹脂、スピ
ロ環含有エポキシ樹脂等も適宜併用することができる。
【００１０】本発明に用いる（Ｂ）融点が６０℃以上１
００℃以下のエポキシ樹脂アミンアダクト硬化剤として
は、例えば、ＥＨ４０７０Ｓ（旭電化社製商品名、融点
８０℃）、ＥＨ３７３１Ｓ（旭電化社製商品名、融点１
００℃）等が挙げられる。融点が１３０℃以上の一般的
なエポキシ樹脂アミンアダクトに比べ、本発明で使用し
たエポキシ樹脂アミンアダクトの融点は低いために、よ
り低温での硬化が可能であり、かつ６０℃以上の融点を
有していることから常温での保存安定性も一般的なエポ
キシ樹脂アミンアダクトと同等の特性を示す。
００℃以下のエポキシ樹脂アミンアダクト硬化剤として
は、例えば、ＥＨ４０７０Ｓ（旭電化社製商品名、融点
８０℃）、ＥＨ３７３１Ｓ（旭電化社製商品名、融点１
００℃）等が挙げられる。融点が１３０℃以上の一般的
なエポキシ樹脂アミンアダクトに比べ、本発明で使用し
たエポキシ樹脂アミンアダクトの融点は低いために、よ
り低温での硬化が可能であり、かつ６０℃以上の融点を
有していることから常温での保存安定性も一般的なエポ
キシ樹脂アミンアダクトと同等の特性を示す。
【００１１】本発明に用いる（Ｃ）金属酸化物の粒子と
しては、平均粒子径が３０ｎｍ以下、かつ比表面積が５
０ｍ2 ／ｇ以上の金属酸化物の粒子であり、粘性調整剤
として使用する。具体的には、例えば、アエロジル２０
０（日本アエロジル社製、商品名、平均粒子径１２ｎ
ｍ、比表面積２００ｍ2 ／ｇ、成分：ＳｉＯ2 ）、ＲＹ
２００Ｓ（日本アエロジル社製、商品名、平均粒子径１
５ｎｍ、比表面積８０ｍ 2 ／ｇ、成分：ＳｉＯ2 ）、Ｃ
（日本アエロジル社製、商品名、平均粒子径１５ｎｍ、
比表面積１００ｍ2 ／ｇ、成分：Ａｌ2 Ｏ3 ）、Ｔ８０
５（日本アエロジル社製、商品名、平均粒子径２０ｎ
ｍ、比表面積５０ｍ2 ／ｇ、成分：ＴｉＯ2）等が挙げ
られる。
しては、平均粒子径が３０ｎｍ以下、かつ比表面積が５
０ｍ2 ／ｇ以上の金属酸化物の粒子であり、粘性調整剤
として使用する。具体的には、例えば、アエロジル２０
０（日本アエロジル社製、商品名、平均粒子径１２ｎ
ｍ、比表面積２００ｍ2 ／ｇ、成分：ＳｉＯ2 ）、ＲＹ
２００Ｓ（日本アエロジル社製、商品名、平均粒子径１
５ｎｍ、比表面積８０ｍ 2 ／ｇ、成分：ＳｉＯ2 ）、Ｃ
（日本アエロジル社製、商品名、平均粒子径１５ｎｍ、
比表面積１００ｍ2 ／ｇ、成分：Ａｌ2 Ｏ3 ）、Ｔ８０
５（日本アエロジル社製、商品名、平均粒子径２０ｎ
ｍ、比表面積５０ｍ2 ／ｇ、成分：ＴｉＯ2）等が挙げ
られる。
【００１２】本発明に用いる（Ｄ）充填剤としては、一
般に球状のシリカ粉末が広く使用される。また、シリカ
粉末以外にも、アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素、炭酸
カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク等が挙げら
れ、これらは単独又は２種以上混合して使用することが
できる。これらは、樹脂組成物中の１〜７５重量％配合
することができる。それらのなかでも半導体に悪影響を
及ぼす不純物濃度の低いものが望ましく、また近年の半
導体封止用途では、充填剤の最大粒径を２０μｍ以下と
するのが望ましい。平均粒径が２０μｍを超えると、得
られる液状封止材の塗布・充填作業性が悪くなり、好ま
しくない。
般に球状のシリカ粉末が広く使用される。また、シリカ
粉末以外にも、アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素、炭酸
カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク等が挙げら
れ、これらは単独又は２種以上混合して使用することが
できる。これらは、樹脂組成物中の１〜７５重量％配合
することができる。それらのなかでも半導体に悪影響を
及ぼす不純物濃度の低いものが望ましく、また近年の半
導体封止用途では、充填剤の最大粒径を２０μｍ以下と
するのが望ましい。平均粒径が２０μｍを超えると、得
られる液状封止材の塗布・充填作業性が悪くなり、好ま
しくない。
【００１３】本発明の液状封止用樹脂組成物には、本発
明の目的に反しない範囲において、硬化促進剤、難燃
剤、顔料、染料、カップリング剤、消泡剤その他の成分
を適宜添加配合することができる。
明の目的に反しない範囲において、硬化促進剤、難燃
剤、顔料、染料、カップリング剤、消泡剤その他の成分
を適宜添加配合することができる。
【００１４】本発明の液状封止用樹脂組成物は、常法に
従い、上述した各成分を十分混合した後、更に三本ロー
ルにより混練処理を行い、その後、万能混合器により真
空混合処理して、容易に製造することができる。
従い、上述した各成分を十分混合した後、更に三本ロー
ルにより混練処理を行い、その後、万能混合器により真
空混合処理して、容易に製造することができる。
【００１５】
【作用】本発明の液状封止用樹脂組成物は、特定のエポ
キシ樹脂硬化剤である（Ｂ）成分および粘性調整剤であ
る（Ｃ）成分を使用することによって、半導体装置の接
続部など非常に局部的な樹脂封止を実現し、小型の半導
体部品や半導体の高密度搭載性を得ることができる。
キシ樹脂硬化剤である（Ｂ）成分および粘性調整剤であ
る（Ｃ）成分を使用することによって、半導体装置の接
続部など非常に局部的な樹脂封止を実現し、小型の半導
体部品や半導体の高密度搭載性を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施例によって具
体的に説明する。本発明は、これらの実施例によって限
定されるものではない。以下の実施例および比較例にお
いて「部」とは「重量部」を意味する。
体的に説明する。本発明は、これらの実施例によって限
定されるものではない。以下の実施例および比較例にお
いて「部」とは「重量部」を意味する。
【００１７】実施例１
エポキシ樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の
ＹＬ９８３Ｕ（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）
１００部に対して、エポキシ樹脂硬化剤としてＥＨ４０
７０Ｓ（旭電化社製商品名、融点８０℃）５０部、ＲＹ
２００Ｓ（日本アエロジル社製商品名、平均粒子径１５
ｎｍ、比表面積８０ｍ2 ／ｇ、成分：ＳｉＯ2 ）１０
部、充填剤として球状シリカのＳＰ３Ｂ（扶桑化学社製
商品名、平均粒子径３μｍ）５０部とを加えて液状封止
用樹脂組成物を製造した。
ＹＬ９８３Ｕ（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）
１００部に対して、エポキシ樹脂硬化剤としてＥＨ４０
７０Ｓ（旭電化社製商品名、融点８０℃）５０部、ＲＹ
２００Ｓ（日本アエロジル社製商品名、平均粒子径１５
ｎｍ、比表面積８０ｍ2 ／ｇ、成分：ＳｉＯ2 ）１０
部、充填剤として球状シリカのＳＰ３Ｂ（扶桑化学社製
商品名、平均粒子径３μｍ）５０部とを加えて液状封止
用樹脂組成物を製造した。
【００１８】比較例１
エポキシ樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の
ＹＬ９８３Ｕ（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）
１００部に対して、エポキシ樹脂硬化剤としてＥＨ４０
７０Ｓ（旭電化社製商品名、融点８０℃）５０部、充填
剤として球状シリカのＳＰ３Ｂ（扶桑化学社製商品名、
平均粒子径３μｍ）５０部とを加えて液状封止用樹脂組
成物を製造した。
ＹＬ９８３Ｕ（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）
１００部に対して、エポキシ樹脂硬化剤としてＥＨ４０
７０Ｓ（旭電化社製商品名、融点８０℃）５０部、充填
剤として球状シリカのＳＰ３Ｂ（扶桑化学社製商品名、
平均粒子径３μｍ）５０部とを加えて液状封止用樹脂組
成物を製造した。
【００１９】比較例２
エポキシ樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の
ＹＬ９８３Ｕ（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）
１００部に対して、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸の
ＨＮ５５００（日立化成工業社製、商品名）１００部、
ＲＹ２００Ｓ（日本アエロジル社製商品名、平均粒子径
１５ｎｍ、比表面積８０ｍ2 ／ｇ、成分：ＳｉＯ2 ）１
０部、充填剤として球状シリカのＳＰ３Ｂ（扶桑化学社
製商品名、平均粒子径３μｍ）１００部、硬化促進剤と
して２−エチル−４−メチルイミダゾール１部とを加え
て液状封止用樹脂組成物を製造した。
ＹＬ９８３Ｕ（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）
１００部に対して、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸の
ＨＮ５５００（日立化成工業社製、商品名）１００部、
ＲＹ２００Ｓ（日本アエロジル社製商品名、平均粒子径
１５ｎｍ、比表面積８０ｍ2 ／ｇ、成分：ＳｉＯ2 ）１
０部、充填剤として球状シリカのＳＰ３Ｂ（扶桑化学社
製商品名、平均粒子径３μｍ）１００部、硬化促進剤と
して２−エチル−４−メチルイミダゾール１部とを加え
て液状封止用樹脂組成物を製造した。
【００２０】比較例３
エポキシ樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の
ＹＬ９８３Ｕ（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）
１００部に対して、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸の
ＨＮ５５００（日立化成工業社製、商品名）１００部、
充填剤として球状シリカのＳＰ３Ｂ（扶桑化学社製商品
名、平均粒子径３μｍ）１００部、硬化促進剤として２
−エチル−４−メチルイミダゾール１部とを加えて液状
封止用樹脂組成物を製造した。
ＹＬ９８３Ｕ（ジャパンエポキシレジン社製、商品名）
１００部に対して、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸の
ＨＮ５５００（日立化成工業社製、商品名）１００部、
充填剤として球状シリカのＳＰ３Ｂ（扶桑化学社製商品
名、平均粒子径３μｍ）１００部、硬化促進剤として２
−エチル−４−メチルイミダゾール１部とを加えて液状
封止用樹脂組成物を製造した。
【００２１】実施例１および比較例１〜３によって製造
した一液性エポキシ樹脂の液状封止用樹脂組成物の特性
について試験をし、結果を表１に示す。
した一液性エポキシ樹脂の液状封止用樹脂組成物の特性
について試験をし、結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
＊１：セラミック板上に、液状樹脂組成物を直径３ｍｍ
に塗布し、塗布直後の直径と硬化後の直径との比を算出
した。
に塗布し、塗布直後の直径と硬化後の直径との比を算出
した。
【００２３】硬化後の形状変化率＝（硬化後の直径／塗
布直後の直径）×１００、 変化のない場合の形状変化率は、１００％とする。
布直後の直径）×１００、 変化のない場合の形状変化率は、１００％とする。
【００２４】＊２：樹脂硬化物の端部より、さらに広が
っている液状樹脂成分のにじみ出した距離を測定した。
っている液状樹脂成分のにじみ出した距離を測定した。
【００２５】＊３：２５℃において初期粘度の２倍まで
粘度上昇するのに要した時間。
粘度上昇するのに要した時間。
【００２６】表１から、実施例１で得られた液状封止用
樹脂組成物では、比較例の液状封止用樹脂組成物に比
べ、熱硬化時の広がりやにじみが少なく、非常に形状維
持性が優れている。また、室温における使用可能時間
は、非常に長く作業性に優れる。
樹脂組成物では、比較例の液状封止用樹脂組成物に比
べ、熱硬化時の広がりやにじみが少なく、非常に形状維
持性が優れている。また、室温における使用可能時間
は、非常に長く作業性に優れる。
【発明の効果】以上の説明および表１から明らかなよう
に、本発明の液状封止用樹脂組成物によれば、半導体部
品の局部的な封止または固着が実現され、半導体部品の
高密度搭載を可能とすることができた。。
に、本発明の液状封止用樹脂組成物によれば、半導体部
品の局部的な封止または固着が実現され、半導体部品の
高密度搭載を可能とすることができた。。
─────────────────────────────────────────────────────
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 23/31
Ｆターム(参考） 4J002 CD011 CD021 CD051 CD061
CD081 DE047 DE137 DE148
DE238 DJ008 DJ017 DJ018
DJ048 DK008 EN006 FD018
FD146 FD207 GQ05
4J036 AA01 AA05 AD08 AD16 AF06
AF08 AG06 AG07 DC18 FA01
FA03 JA07 KA07
4M109 AA01 CA01 CA05 EA03 EB02
EB09 EB11 EB18 EC14
Claims (2)
- 【請求項１】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）融点が６０
℃以上１００℃以下のエポキシ樹脂アミンアダクト硬化
剤、（Ｃ）平均粒子径が３０ｎｍ以下かつ比表面積が５
０ｍ2 ／ｇ以上の金属酸化物の粒子および（Ｄ）充填剤
を必須成分とすることを特徴とする一液性エポキシ封止
用樹脂組成物。 - 【請求項２】 請求項１記載の一液性エポキシ封止用樹
脂組成物によって、装置局部が樹脂封止されてなること
を特徴とする半導体封止装置。
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| JP2002104607A JP4033257B2 (ja) | 2002-04-08 | 2002-04-08 | 液状封止用樹脂組成物および半導体封止装置 |
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-
2002
- 2002-04-08 JP JP2002104607A patent/JP4033257B2/ja not_active Expired - Fee Related
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