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JP2000281876A - 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

Publication number
JP2000281876A
JP2000281876A JP8783799A JP8783799A JP2000281876A JP 2000281876 A JP2000281876 A JP 2000281876A JP 8783799 A JP8783799 A JP 8783799A JP 8783799 A JP8783799 A JP 8783799A JP 2000281876 A JP2000281876 A JP 2000281876A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
weight
semiconductor device
storage characteristics
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8783799A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakatsu Maeda
将克 前田
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.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP8783799A priority Critical patent/JP2000281876A/ja
Publication of JP2000281876A publication Critical patent/JP2000281876A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • 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】 【課題】 高温保管特性に優れ、且つ高温保管特性と難
燃性の両立した半導体封止用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)全エポキシ樹脂組成物中に0.1〜5重量
%の細孔径3〜20オングストローム、空孔容積0.1
〜0.4cm3/gのゼオライト、(D)全エポキシ樹
脂組成物中に0.1〜5重量%の活性炭、(E)臭素化
合物、(F)無機充填材、及び(G)硬化促進剤を必須
成分とし、臭素化合物中の臭素量が0.1〜1.5重量
%であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温保管特性と難
燃性とのバランスに優れた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
体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、IC、LSI等の半導体素子の封
止には、エポキシ樹脂組成物を用いた低圧封入法が一般
に用いられている。この樹脂組成物には難燃性が要求さ
れており、難燃性の付与のため、通常、臭素化合物と酸
化アンチモンとが配合されている。しかしながら、この
樹脂組成物で封止された半導体装置を高温下に保管した
場合、これらの難燃剤成分から熱分解した臭素化物が遊
離し、半導体素子の接合部の信頼性を損なうことが知ら
れている。ここで言う信頼性とは、この樹脂組成物で封
止された半導体装置を高温下(例えば185℃等)に放
置した後の半導体素子の接合部(ボンディングパッド
部)の信頼性のことである(以下、高温保管特性とい
う)。この高温保管特性を改善する手法としては、五酸
化二アンチモンを使用する方法(特開昭55−1469
50号公報)や、酸化アンチモンと有機ホスフィンとを
組み合わせる方法(特開昭61−53321号公報)等
が検討されているが、最近の半導体装置に対する高温保
管特性の要求水準には到達していないのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温保管特
性と難燃性とのバランスに優れた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
る半導体装置を提供するものである。
【0004】
【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)全エポキシ樹脂
組成物中に0.1〜5重量%の細孔径3〜20オングス
トローム、空孔容積0.1〜0.4cm3/gのゼオラ
イト、(D)全エポキシ樹脂組成物中に0.1〜5重量
%の活性炭、(E)臭素化合物、(F)無機充填材、及
び(G)硬化促進剤を必須成分とし、臭素化合物中の臭
素量が0.1〜1.5重量%であることを特徴とするエ
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。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に用いるエポキシ樹脂は、
分子中にエポキシ基を有するものであれば特に限定しな
いが、例えば、オルソクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェ
ノールメタン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキ
シ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポ
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、ナフタレン型エポキシ樹脂等が挙げられ、こ
れらは単独でも混合して用いてもよい。樹脂組成物の硬
化性のためには、エポキシ当量は150〜300が望ま
しい。
【0006】本発明に用いるフェノール樹脂は、分子中
にフェノール性水酸基を有するのもであれば特に限定し
ないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノー
ルアラルキル樹脂、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、トリフェノール
メタン型樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して
用いてもよい。樹脂組成物の硬化性のためには、水酸基
当量は80〜250が望ましい。
【0007】本発明に用いるゼオライトは、吸着剤とし
て用いられるものであれば特に限定しないが、天然物よ
りも、不純物の少ない合成物の方がより好ましい。又、
特性としては、細孔径3〜20オングストローム、空孔
容積0.1〜0.4cm3/gのものが好ましい。細孔
径が3オングストローム未満だと、モレキュラーシーブ
による吸着分子数の低下を招き、高温保管特性に必要な
吸着特性の効果が減少し、20オングストロームを越え
ると、細孔内に分子を保持しておくことが出来ず高温保
管特性に効果がないので好ましくない。又、空孔容積が
0.1未満だと高温保管特性に必要な吸着効果が少な
く、0.4cm3/gを越えると流動性の低下を招くお
それがあるので好ましくない。ゼオライトの配合量とし
ては、全樹脂組成物中に0.1〜5重量%が好ましい。
0.1重量%未満だと高温保管特性に対する効果が少な
く、5重量%を越えると封止材料特性として必要不可欠
な難燃性が満足されず、又、流動性が低下するので好ま
しくない。
【0008】本発明に用いる活性炭は、吸着剤として用
いられるものであれば特に限定しないが、例えば、植物
質、石油系、石炭系等のものが挙げられる。又、平均粒
径10〜100μm、BET法による比表面積800〜
3500m2/gのものが好ましい。平均粒径が10μ
m未満だと流動性の低下を招き、100μmを越えると
成形時に金型ゲート部を塞ぎ、未充填不良が発生するお
それがある。又、比表面積が800m2/g未満だと充
分な耐湿信頼性を得るために必要な吸着効果がなく、3
500m2/gを越えると流動性の低下を招くおそれが
ある。活性炭の配合量としては、全樹脂組成物中に0.
1〜5重量%が好ましい。0.1重量%未満だと高温保
管特性に対する効果が少なく、5重量%を越えると封止
材料特性として必要不可欠な難燃性が満足されず、又、
流動性が低下するので好ましくない。
【0009】本発明に用いる臭素化合物としては、例え
ば、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭素
化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、等が挙げられ、こ
れらは単独でも混合して用いてもよい。臭素化合物の配
合量としては、全樹脂組成物中に臭素量として0.1〜
1.5重量%で、より好ましくは0.1〜1.2重量%
である。エポキシ当量は、200〜450が好ましい。
【0010】本発明に用いる無機充填材の種類には特に
制限はなく、一般に封止材料に用いられているものを使
用することができる。例えば、溶融破砕シリカ粉末、溶
融球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ、チタン
ホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、クレー、ガラ
ス繊維等が挙げられる。
【0011】本発明に用いる硬化促進剤は、エポキシ樹
脂とフェノール樹脂の反応を促進できるものであれば特
に限定しないが、例えば、1,8−ジアザビシクロ
(5,4,0)ウンデセン−7、トリブチルアミン等の
アミン化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニ
ルホスフォニウム・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、これらは単独でも混合して用い
てもよい。
【0012】本発明の樹脂組成物は、(A)〜(G)成
分の他、必要に応じて臭素化合物以外の難燃剤、シラン
カップリング剤、着色剤、天然ワックスや合成ワックス
等の離型剤、シリコーンオイル等の低応力成分等の種々
の添加剤を適宜添加して使用しても差し支えない。本発
明の樹脂組成物は、(A)〜(G)成分、及びその他の
添加剤等をミキサーを用いて常温混合し、ロール、押出
機等の混練機で混練し、冷却後粉砕して得られる。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
ールド等の成形方法で硬化成形すればよい。
【0013】
【実施例】以下に、実施例を挙げて説明するが、本発明
はこれらの実施例によりなんら限定されるものではな
い。配合割合は重量部とする。先ず、実施例及び比較例
で用いた原料を示す。 エポキシ樹脂A(住友化学工業(株)・製ESCN−1
95LA、軟化点65℃、エポキシ当量200) フェノール樹脂(フェノールノボラック樹脂、軟化点9
0℃、水酸基当量104) X型ゼオライト(東ソー(株)・製ゼオラムF−9、平
均細孔径10オングストローム、空孔容積0.27cm
3/g) 活性炭(関西熱化学(株)・製ヤシ殻活性炭、平均粒径
60μm、BET法による比表面積1200m2/g) 臭素化エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業(株)・製
エピクロン153、軟化点70℃、エポキシ当量40
0、臭素含有率48重量%) 溶融球状シリカ(平均粒径30μm、比表面積1.4m
2/g) 硬化促進剤(1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウ
ンデセン−7、以下DBUという) 三酸化アンチモン シランカップリング剤 カーボンブラック カルナバワックス
【0014】 実施例1 エポキシ樹脂A 95重量部 フェノールノボラック樹脂 45重量部 ゼオラムF−9 10重量部 活性炭 4重量部 臭素化エポキシ樹脂 20重量部 溶融球状シリカ 800重量部 DBU 4重量部 三酸化アンチモン 24重量部 シランカップリング剤 20重量部 カーボンブラック 6重量部 カルナバワックス 6重量部 をミキサーで混合後、100℃で二軸ロールを用いて混
練し、冷却混合後粉砕し、樹脂組成物とした。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。
【0015】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、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。 難燃性:UL−94に準拠し、テストピース厚1/8i
nchで測定した。 高温保管特性:低圧トランスファー成形機を用いて、金
型温度175℃、圧力70kg/cm2、硬化時間2分
で16pDIP(パッケージ幅300mils)を成形
し、175℃、8時間のポストキュアを行い、10個の
パッケージを得た。得られたパッケージを185℃に保
管し、常温でパッケージの配線の電気抵抗値を調べた。
500時間まで試験し、初期抵抗値の1.2倍以上の抵
抗値を示したものを不良と判定した。不良の生じたパッ
ケージがn個であるとき、n/10と表示した。
【0016】実施例2〜5 表1の配合に従い、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。 比較例1〜6 表2の配合に従い、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2に示
す。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】本発明に従うと、高温保管特性に優れ、
且つ高温保管特性と難燃性の両立する半導体装置を得る
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 CC042 CC062 CC072 CC082 CD021 CD031 CD051 CD061 CD071 CD123 CE002 DA007 DE138 DE148 DG027 DJ006 DJ018 DJ038 DJ048 DL008 EN029 EU119 EU139 EW019 EW179 FA048 FD018 FD159 GQ05 4J036 AA01 DA02 FA01 FA02 FA05 FB06 FB07 GA04 JA07 4M109 AA01 CA21 EA02 EB03 EB04 EB07 EB12 EC20

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール
    樹脂、(C)全エポキシ樹脂組成物中に0.1〜5重量
    %の細孔径3〜20オングストローム、空孔容積0.1
    〜0.4cm3/gのゼオライト、(D)全エポキシ樹
    脂組成物中に0.1〜5重量%の活性炭、(E)臭素化
    合物、(F)無機充填材、及び(G)硬化促進剤を必須
    成分とし、臭素化合物中の臭素量が0.1〜1.5重量
    %であることを特徴とする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。
  2. 【請求項2】 請求項1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。
JP8783799A 1999-03-30 1999-03-30 エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 Pending JP2000281876A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002338932A (ja) * 2001-05-14 2002-11-27 Sony Chem Corp 接着剤
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