JP2906599B2 - 半導体封止用樹脂組成物 - Google Patents
半導体封止用樹脂組成物Info
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- JP2906599B2 JP2906599B2 JP2173512A JP17351290A JP2906599B2 JP 2906599 B2 JP2906599 B2 JP 2906599B2 JP 2173512 A JP2173512 A JP 2173512A JP 17351290 A JP17351290 A JP 17351290A JP 2906599 B2 JP2906599 B2 JP 2906599B2
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- epoxy resin
- resin composition
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、高温信頼性および耐湿信頼性に優れた半導
体封止用樹脂組成物に関するものである。
体封止用樹脂組成物に関するものである。
＜従来の技術＞ 半導体素子は外部環境や機械的衝撃から保護するた
め、および電気的に絶縁するため各種封止材料で封止さ
れている。
め、および電気的に絶縁するため各種封止材料で封止さ
れている。
そのための封止材料および封止方法としては従来より
金属やセラミックスによるハーメチックシールとフェノ
ール樹脂、シリコーン樹脂およびエポキシ樹脂などによ
る樹脂封止が提案されているが、経済性、生産性、物性
のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が中心
になっている。
金属やセラミックスによるハーメチックシールとフェノ
ール樹脂、シリコーン樹脂およびエポキシ樹脂などによ
る樹脂封止が提案されているが、経済性、生産性、物性
のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が中心
になっている。
そして、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に要求され
る特性としては信頼性などが挙げられ、なかでも耐湿信
頼性および高温信頼性などが重要である。
る特性としては信頼性などが挙げられ、なかでも耐湿信
頼性および高温信頼性などが重要である。
ここでいう耐湿信頼性とは、高温、高湿環境下に樹脂
封止半導体を放置した場合に、封止樹脂や封止樹脂とリ
ードフレームとの界面を通って水分が侵入することによ
り、半導体が故障するのを防止することである。
封止半導体を放置した場合に、封止樹脂や封止樹脂とリ
ードフレームとの界面を通って水分が侵入することによ
り、半導体が故障するのを防止することである。
また、高温信頼性とは、150℃以上の高温下に樹脂封
止半導体を放置した場合難燃剤として添加しているブロ
ム化エポキシ化合物の影響で半導体が故障するのを防止
することである。
止半導体を放置した場合難燃剤として添加しているブロ
ム化エポキシ化合物の影響で半導体が故障するのを防止
することである。
近年、半導体の集積度が向上するとともに、より高度
の高湿信頼性および高温信頼性が要求されるようになっ
た。
の高湿信頼性および高温信頼性が要求されるようになっ
た。
そのために、封止樹脂の信頼性を向上する手段が検討
されており、たとえばエポキシ樹脂および硬化剤などの
成分が含有する不純物を低減し、封止樹脂を高純度化す
ることにより、耐湿性を改良する方法（特開昭57−2122
24号公報）が提案されている。
されており、たとえばエポキシ樹脂および硬化剤などの
成分が含有する不純物を低減し、封止樹脂を高純度化す
ることにより、耐湿性を改良する方法（特開昭57−2122
24号公報）が提案されている。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、エポキシ樹脂および硬化剤などの不純
物を低減して封止樹脂を高純度化することは、耐湿性の
改良に効果はあるものの、封止樹脂の高純度化には限界
があるという問題があった。
物を低減して封止樹脂を高純度化することは、耐湿性の
改良に効果はあるものの、封止樹脂の高純度化には限界
があるという問題があった。
そこで本発明の課題は、上述したエポキシ樹脂組成物
が有する問題を解決し、耐湿性、高温信頼性などの信頼
性に優れた半導体封止用樹脂組成物を提供して、高集積
度の樹脂封止半導体の製作を可能にすることにある。
が有する問題を解決し、耐湿性、高温信頼性などの信頼
性に優れた半導体封止用樹脂組成物を提供して、高集積
度の樹脂封止半導体の製作を可能にすることにある。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明者らは、アンチモン酸ソーダーを添加すること
により、上記の課題を達成し、目的に合致した樹脂組成
物が得られることを見出し、本発明に到達した。
により、上記の課題を達成し、目的に合致した樹脂組成
物が得られることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤
（Ｂ）および充填剤（Ｃ）を必須成分とし、さらに下記
の一般式（Ｉ） （Na2O）xSb2O5・nH2O （Ｉ） （ただしｘは0.1〜5.0を、ｎ≧０を示す。） で表されるアンチモン酸ソーダー（Ｄ）を0.02〜30重量
％含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物および
前記組成物によって半導体素子が封止された半導体装置
である。
（Ｂ）および充填剤（Ｃ）を必須成分とし、さらに下記
の一般式（Ｉ） （Na2O）xSb2O5・nH2O （Ｉ） （ただしｘは0.1〜5.0を、ｎ≧０を示す。） で表されるアンチモン酸ソーダー（Ｄ）を0.02〜30重量
％含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物および
前記組成物によって半導体素子が封止された半導体装置
である。
以下、本発明の構成を詳述する。
本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）は、１分子中にエ
ポキシ基を２個以上有するものであれば特に限定され
ず、これらの具体例としては、たとえばクレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂、線状脂肪族型エポキシ
樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂およ
びスピロ環含有エポキシ樹脂などが挙げられる。
ポキシ基を２個以上有するものであれば特に限定され
ず、これらの具体例としては、たとえばクレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂、線状脂肪族型エポキシ
樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂およ
びスピロ環含有エポキシ樹脂などが挙げられる。
本発明において、エポキシ樹脂（Ａ）の配合量は、通
常５〜25重量％の範囲が好適であり、５重量％未満では
成形性や接着性が不十分であり、25重量％を越えると線
膨脹係数が大きくなり、低応力化が困難になるため好ま
しくない。
常５〜25重量％の範囲が好適であり、５重量％未満では
成形性や接着性が不十分であり、25重量％を越えると線
膨脹係数が大きくなり、低応力化が困難になるため好ま
しくない。
本発明における硬化剤（Ｂ）は、エポキシ樹脂（Ａ）
と反応して硬化させるものであれば特に限定されず、そ
れらの具体例としては、たとえばフェノールノボラッ
ク、クレゾールノボラックなどのノボラック樹脂、ビス
フェノールＡなどのビスフェノール化合物、無水マレイ
ン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無水
物およびメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニル
メタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族アミ
ンなどが挙げられる。半導体装置封止用としては、耐熱
性、耐湿性および保存性の点から、フェノールノボラッ
ク、クレゾールノボラックなどのノボラック樹脂が好ま
しく用いられ、用途によっては２種以上の硬化剤を併用
してもよい。
と反応して硬化させるものであれば特に限定されず、そ
れらの具体例としては、たとえばフェノールノボラッ
ク、クレゾールノボラックなどのノボラック樹脂、ビス
フェノールＡなどのビスフェノール化合物、無水マレイ
ン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無水
物およびメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニル
メタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族アミ
ンなどが挙げられる。半導体装置封止用としては、耐熱
性、耐湿性および保存性の点から、フェノールノボラッ
ク、クレゾールノボラックなどのノボラック樹脂が好ま
しく用いられ、用途によっては２種以上の硬化剤を併用
してもよい。
本発明において、硬化剤（Ｂ）の配合量は、通常２〜
15重量％である。さらには、エポキシ樹脂（Ａ）と硬化
剤（Ｂ）の配合比は、機械的性質および耐湿性の点から
（Ａ）に対する（Ｂ）の化学当量比が0.6〜1.5、特に0.
8〜1.3の範囲にあることが好ましい。
15重量％である。さらには、エポキシ樹脂（Ａ）と硬化
剤（Ｂ）の配合比は、機械的性質および耐湿性の点から
（Ａ）に対する（Ｂ）の化学当量比が0.6〜1.5、特に0.
8〜1.3の範囲にあることが好ましい。
また、本発明においてエポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤
（Ｂ）の硬化反応を促進するため硬化触媒を用いてもよ
い。硬化触媒は硬化反応を促進するものならば特に限定
されず、たとえば２−メチルイミダゾール、2,4−ジメ
チルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾー
ル、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メ
チルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾールなど
のイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、２
−（ジメチルアミノメチル）フェノール、2,4,6−トリ
ス（ジメチルアミノメチル）フェノール、1,8−ジアザ
ビシクロ（5,4,0）ウンデセン−７などの３級アミン化
合物、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテ
トラプロポキシド、テトラキス（アセチルアセトナト）
ジルコニウム、トリ（アセチルアセトナト）アルミニウ
ムなどの有機金属化合物およびトリフェニルホスフィ
ン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、ト
リブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）ホス
フィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィンなどの有機
ホスフィン化合物が挙げられる。なかでも信頼性および
成形性の点から、有機ホスフィン化合物が好ましく、ト
リフェニルホスフィンが特に好ましく用いられる。
（Ｂ）の硬化反応を促進するため硬化触媒を用いてもよ
い。硬化触媒は硬化反応を促進するものならば特に限定
されず、たとえば２−メチルイミダゾール、2,4−ジメ
チルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾー
ル、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メ
チルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾールなど
のイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、２
−（ジメチルアミノメチル）フェノール、2,4,6−トリ
ス（ジメチルアミノメチル）フェノール、1,8−ジアザ
ビシクロ（5,4,0）ウンデセン−７などの３級アミン化
合物、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテ
トラプロポキシド、テトラキス（アセチルアセトナト）
ジルコニウム、トリ（アセチルアセトナト）アルミニウ
ムなどの有機金属化合物およびトリフェニルホスフィ
ン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、ト
リブチルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）ホス
フィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィンなどの有機
ホスフィン化合物が挙げられる。なかでも信頼性および
成形性の点から、有機ホスフィン化合物が好ましく、ト
リフェニルホスフィンが特に好ましく用いられる。
これらの硬化触媒は、用途によっては２種以上を併用
してもよく、その添加量はエポキシ樹脂（Ａ）100重量
部に対して0.1〜10重量部の範囲が好ましい。
してもよく、その添加量はエポキシ樹脂（Ａ）100重量
部に対して0.1〜10重量部の範囲が好ましい。
本発明における充填剤（Ｃ）としては、溶融シリカ、
結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ア
ルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ酸カルシウ
ム、酸化チタン、アスベスト、ガラス繊維などが挙げら
れる。なかでも溶融シリカは線膨脹係数を低下させる効
果が大きく、低応力化に有効なため好ましく用いられ
る。
結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ア
ルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ酸カルシウ
ム、酸化チタン、アスベスト、ガラス繊維などが挙げら
れる。なかでも溶融シリカは線膨脹係数を低下させる効
果が大きく、低応力化に有効なため好ましく用いられ
る。
これら充填剤（Ｃ）の添加量は、全体の70〜90重量％
が、低応力の点で好ましい。
が、低応力の点で好ましい。
本発明におけるアンチモン酸ソーダー（Ｄ）は、下記
の一般式（Ｉ） （Na2O）xSb2O5・nH2O （Ｉ） （ただしｘは0.1〜5.0を、ｎ≧０を示す。） で表されるものであれば特に限定されないが、なかでも
ｘが好ましくは0.2〜2.0、さらに好ましくは0.4〜1.0の
ものがよい。また、結晶水を含有していてもよいが、好
ましくは高温処理し結晶水を含有しないものがよい。
の一般式（Ｉ） （Na2O）xSb2O5・nH2O （Ｉ） （ただしｘは0.1〜5.0を、ｎ≧０を示す。） で表されるものであれば特に限定されないが、なかでも
ｘが好ましくは0.2〜2.0、さらに好ましくは0.4〜1.0の
ものがよい。また、結晶水を含有していてもよいが、好
ましくは高温処理し結晶水を含有しないものがよい。
また、その添加については、難燃助剤、充填材の一部
として添加することができ、添加量は0.02〜30重量％、
好ましくは0.02〜10重量％、さらに好ましくは0.02〜５
重量％であり、0.02重量％未満では高温信頼性、耐湿信
頼性の向上効果が不十分であり、30重量％以上では流動
性が低下する。
として添加することができ、添加量は0.02〜30重量％、
好ましくは0.02〜10重量％、さらに好ましくは0.02〜５
重量％であり、0.02重量％未満では高温信頼性、耐湿信
頼性の向上効果が不十分であり、30重量％以上では流動
性が低下する。
本発明の樹脂組成物にはハロゲン化エポキシ樹脂など
のハロゲン化合物、リン化合物などの難燃剤、三酸化ア
ンチモンなどの難燃助剤、カーボンブラック、酸化鉄な
どの着色剤、シリコーンゴム、スチレン系ブロック共重
合体、オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性
ポリブタジエンゴムなどのエラストマー、ポリエチレン
などの熱可塑性樹脂、シランカップリング剤などのカッ
プリング剤、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂
肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミド、パラフィンワッ
クスなどの離型剤および有機過酸化物などの架橋剤を任
意に添加することができる。
のハロゲン化合物、リン化合物などの難燃剤、三酸化ア
ンチモンなどの難燃助剤、カーボンブラック、酸化鉄な
どの着色剤、シリコーンゴム、スチレン系ブロック共重
合体、オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性
ポリブタジエンゴムなどのエラストマー、ポリエチレン
などの熱可塑性樹脂、シランカップリング剤などのカッ
プリング剤、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂
肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミド、パラフィンワッ
クスなどの離型剤および有機過酸化物などの架橋剤を任
意に添加することができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練することが好
ましく、たとえばバンバリーミキサー、ニーダー、ロー
ル、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダーなどの
公知の混練方法を用いて溶融混練することにより製造さ
れる。
ましく、たとえばバンバリーミキサー、ニーダー、ロー
ル、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダーなどの
公知の混練方法を用いて溶融混練することにより製造さ
れる。
＜実施例＞ 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１〜５、比較例１、２ 表１に示した組成比でミキサーによりドライブレンド
した。これをロール表面温度90℃のミキシングロールを
用いて５分間加熱混練後、冷却、粉砕してエポキシ樹脂
組成物を製造した。
した。これをロール表面温度90℃のミキシングロールを
用いて５分間加熱混練後、冷却、粉砕してエポキシ樹脂
組成物を製造した。
この組成物を用い、低圧トランスファー成形法によ
り、模擬素子を封止した44pinQFPを175℃×２分間の条
件で成形し、175℃×５時間ポストキュアした。
り、模擬素子を封止した44pinQFPを175℃×２分間の条
件で成形し、175℃×５時間ポストキュアした。
耐湿信頼性の測定は、ポストキュア後の44pinQFPを用
い、120℃、85％RH、バイアス電圧20VでUSPCBTを行い、
累積故障率が50％になる時間を求めた。
い、120℃、85％RH、バイアス電圧20VでUSPCBTを行い、
累積故障率が50％になる時間を求めた。
高温信頼性の測定は、同じくポストキュア後の44pinQ
FPを用い、210℃の高温下放置試験を行い、抵抗値が１
Ωを越えたものを故障として扱い、その累積故障率が50
％になる時間を求めた。
FPを用い、210℃の高温下放置試験を行い、抵抗値が１
Ωを越えたものを故障として扱い、その累積故障率が50
％になる時間を求めた。
表１にみられるように、本発明のアンチモン酸ソーダ
ー（Ｄ）を用いた実施例１〜５は高温信頼性、耐湿信頼
性に優れている。なかでも、ビフェニル型のエポキシ樹
脂を用いた実施例３、４、５は、高温信頼性が特に優れ
ている。
ー（Ｄ）を用いた実施例１〜５は高温信頼性、耐湿信頼
性に優れている。なかでも、ビフェニル型のエポキシ樹
脂を用いた実施例３、４、５は、高温信頼性が特に優れ
ている。
これに対して、本発明のアンチモン酸ソーダー（Ｄ）
を含有しない比較例１、２は高温信頼性、耐湿信頼性と
もに劣っている。
を含有しない比較例１、２は高温信頼性、耐湿信頼性と
もに劣っている。
＜発明の効果＞ 本発明の半導体封止用樹脂組成物は、高温信頼性およ
び耐湿信頼性に優れている。
び耐湿信頼性に優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−50257（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−44154（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−215762（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−43458（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−127347（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08L 63/00 - 63/10 C08K 3/22 H01L 23/29
Claims (2)
- 【請求項１】エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）および
充填剤（Ｃ）を必須成分とし、さらに下記の一般式
（Ｉ） （Na2O）xSb2O5・nH2O （Ｉ） （ただしｘは0.1〜5.0を、ｎ≧０を示す。） で表されるアンチモン酸ソーダー（Ｄ）を0.02〜30重量
％含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体封止用樹脂組成物に
よって半導体素子が封止された半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2173512A JP2906599B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2173512A JP2906599B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0459861A JPH0459861A (ja) | 1992-02-26 |
| JP2906599B2 true JP2906599B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=15961902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2173512A Expired - Lifetime JP2906599B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 半導体封止用樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2906599B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP2173512A patent/JP2906599B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0459861A (ja) | 1992-02-26 |
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