JP2658632B2 - 半導体封止用エポキシ樹脂成形材料接着用プライマー組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体封止用エポキシ
樹脂成形材料と基材との接着に有用なプライマー組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
金属及びプラスチックから構成される成形品の表面特性
を改良する目的で、それらの表面に有機けい素化合物の
硬化皮膜を形成させることが知られている。しかし、一
般的に極めて限定された化学構造を有する有機けい素化
合物とある種の金属との組合わせを除いては金属と有機
けい素化合物は密着性に劣るという問題がある。

【０００３】そこで、両者の接着性を改善することかで
きる良好な接着性向上剤やプライマー組成物の開発が要
望され、例えばポリアルキレンイミンとエポキシ結合含
有トリアルコキシシランとを主成分とするプライマー組
成物（特公昭５４−２８４３０号公報）、ポリエステル
又はポリエーテルポリオールをアルコキシシランでエス
テル交換して得られる化合物とポリイソシアネートとか
らなる組成物（特公昭４８−４１６９７号公報）、メチ
ルメタクリレートを主成分としてなる組成物（特公昭５
２−１３８５６５号公報）、エポキシアルキルトリアル
コキシシランを主成分としてなるプライマー組成物（特
公昭５４−８１３７８号公報）、ある種のシランと酸無
水物とからなる下塗り組成物（特公昭５４−１５５２２
９号公報）、２種以上のシランの共加水分解物とアルキ
ルエーテル化メチロールメラミンとを主成分とする組成
物（特公昭５５−９９９３０号公報）等が提案されてい
る。

【０００４】しかしながら、これらはいずれも充分満足
できる接着性、耐熱水性、耐熱性等を対象物に付与する
ことができないという不利を有している。

【０００５】他方、トランジスター、ダイオード、Ｉ
Ｃ，ＬＳＩ等の半導体素子をエポキシ樹脂等の樹脂材料
で封止することがよく行なわれているが、半導体素子を
これらの樹脂材料で封止すると、この樹脂材料を通して
侵入した水やイオン性不純物によって半導体素子の劣化
がしばしば引き起こされる。

【０００６】そこで、この対策として耐熱性、電気特
性、機械的特性に優れたポリイミド樹脂で半導体素子を
被覆保護した後、樹脂材料で封止する方法が提案されて
いる。一般にこのポリイミド樹脂は、耐熱性等の優れた
特性を対象物に付与することはできるが、一部の高沸点
有機溶剤以外の溶剤には不溶であるため、通常その前駆
体であるポリアミド酸の状態で有機溶剤に溶解させ、こ
れを半導体素子上に塗布した後、加熱硬化（イミド化）
させて皮膜を形成させることが行なわれている。しか
し、この方法によるポリイミド樹脂皮膜の形成では、ポ
リアミド酸をポリイミドに変換するための加熱処理に３
００℃以上の高温でかつ長時間を要する。このため、上
記方法は、高温下での長時間の加熱が作業工程上、特に
省エネルギーの見地から不利であり、また一方、加熱が
不十分な場合には、得られた樹脂の構造中にポリアミド
酸が残存してしまい、このポリアミド酸によりポリイミ
ド樹脂の耐湿性、耐腐食性等の特性低下を引き起こすこ
とにもなる。特に、樹脂材料を半導体素子の絶縁保護膜
とする場合には、このような樹脂性能の低下は半導体素
子の劣化、短寿命化を招くこととなり、大きな問題とな
るため、これらの問題の解決が望まれる。

【０００７】更に、最近では、パッケージが益々小型
化、薄型化されると共に、基盤への実装方法も表面実装
方式が主流となり、従来のエポキシ樹脂組成物では十分
な信頼性を維持できなくなってきた。例えばパッケージ
が吸湿した状態で半田付けするとパッケージにクラック
が発生する問題やクラックが発生しないまでも耐湿性が
低下してしまうという不具合が生じている。従って、こ
の点でも高品質なプライマー組成物の開発が要望されて
いる。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
金属又はプラスチック材料との接着性に優れ、かつ、耐
熱性、耐水性等の特性に優れた硬化皮膜を低温短時間の
加熱硬化で与える、半導体封止用エポキシ樹脂成形材料
接着用プライマー組成物を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、下記一般式
（１）で示される構造単位を有するポリイミド化合物と
下記一般式（４）で示されるシランカップリング剤とを
併用することにより、各種特性に優れたプライマー組成
物が得られることを知見した。

【００１０】

【化３】

【００１１】

【化４】

【００１２】（但し、式中Ｒ^４は３−グリシドキシプロ
ピル基、３−メタアクリロキシプロピル基、Ｎ−（２−
アミノエチル）３−アミノプロピル基、３−メルカプト
プロピル基、３−アミノプロピル基、２−（３，４−エ
ポキシシクロヘキシル）エチル基、３−チオメタアクリ
レートプロピル基及び３−メタアクリルアミドプロピル
基から選ばれる少なくとも１種の基、Ｒ^５はメチル基、
Ｍはアルコキシ基、アシロキシ基、アルケニルオキシ
基、イミノキシ基、アミノ基、アミド基及びアミノオキ
シ基から選ばれる少なくとも１種の加水分解性基であ
り、ａは０，１又は２である。）

【００１３】即ち、上記式（１）の閉環性ポリイミド樹
脂は、フェノール系、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の
一部の溶剤以外には不溶である従来のポリイミド樹脂と
異なり、低沸点有機溶剤であるエーテル系、ケトン系、
セロソルブ系統の有機溶剤に良好な溶解性を示し、従っ
てこれらの低沸点溶剤溶液から短時間、低温の加熱でポ
リイミド樹脂膜を形成し得、作業性の大幅な向上と省エ
ネルギー化、低コスト化を達成でき、安全衛生上からも
好ましいことを見出した。更に、この式（１）のポリイ
ミド樹脂に上記式（４）のシランカップリング剤を併用
した場合、金属材料及びプラスチック材料の表面ではじ
かれることがなく、また材料表面に段差や傾斜があって
も均一にピンホールなく塗膜を形成することができ、単
独のポリイミド樹脂のもつ接着性よりも優れた接着性の
皮膜が得られ、この皮膜は接着性、耐熱性、電気的・機
械的特性、吸湿半田特性等の性能に優れたものであるこ
とを見出した。それ故、上記プライマー組成物は、半導
体封止用エポキシ樹脂成形材料を基材に接着させる場合
のプライマー組成物として有効であり、特にこの組成物
を表面に塗布し、溶剤を飛散させることにより形成され
る皮膜で保護された半導体素子は極めて信頼性が高く、
吸湿半田特性も優れているものであることを見出し、本
発明をなすに至ったものてある。

【００１４】従って、本発明は、上記式（１）のポリイ
ミド化合物２〜８０重量％と上記式（４）のシランカッ
プリング剤２０〜９８重量％とを配合してなる半導体封
止用エポキシ樹脂成形材料接着用プライマー組成物を提
供する。

【００１５】以下、本発明につき更に詳述すると、本発
明の第一必須成分であるポリイミド化合物は下記一般式
（１）で示されるものである。

【００１６】

【化５】

【００１７】上記式（１）の構造単位を有するポリイミ
ド化合物はテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分と
から合成することができる。ここで、テトラカルボン酸
二無水物は、例えば下記のものが挙げられる。

【００１８】

【化６】

【００１９】なお、酸二無水物としては、これらの１種
を単独で又は２種以上を併用して使用することができ
る。

【００２０】また、ジアミン成分としては、下記構造式
（５）で示されるシリコーンジアミンと下記構造式
（６）で示されるエーテルジアミンが好適に使用され
る。

【００２１】

【化７】

【００２２】ここで、上記式（５）中のＲ^１の二価の基
としては、下記構造の有機基が挙げられる。

【００２３】

【化８】

【００２４】更に、Ｒ^２，Ｒ^３の非置換又は置換の１価
炭化水素基としては炭素数１〜８のものが使用され、例
えばメチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基等のア
ルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フ
ェニル基，トリル基等のアリール基、ベンジル基，フェ
ニルエチル基等のアラルキル基又はこれらの基の水素原
子の一部又は全部をハロゲン原子で置換したクロロメチ
ル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基などが挙げ
られる。また、上記式（５）中Ｙは酸素原子又は下記に
示された二価の炭化水素基である。

【００２５】

【化９】

【００２６】上記式（５）で示されるジアミンとして具
体的には、Ｙが酸素原子の場合、例えば下記構造のジア
ミノシロキサンが挙げられる。

【００２７】

【化１０】

【００２８】また、Ｙが二価の基である場合には、例え
ば下記構造のシリコーンジアミンが挙げられるが、これ
らに限定されるものではない。

【００２９】

【化１１】

【００３０】

【化１２】

【００３１】次に、もう一つの成分である上記式（６）
のエーテルジアミンとして具体的には、下記のものが挙
げられるが、これに限定されるものではない。

【００３２】

【化１３】

【００３３】上述したテトラカルボン酸二無水物成分と
ジアミン成分とは、当量比で０．９〜１．１の範囲、特
に０．９５〜１．０５の範囲で配合することが好まし
い。

【００３４】上述した成分、配合比によりポリイミド樹
脂を重合する場合、公知方法に従い行なうことができ
る。例えば、上記テトラカルボン酸二無水物成分とジア
ミン成分との所定量をＮ−メチル−２−ピロリドン，
Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド，Ｎ，Ｎ’−ジメチル
アセトアミド等の極性有機溶剤中に仕込み、０〜６０℃
の低温で反応させてポリイミド樹脂の前駆体であるポリ
アミック酸樹脂を合成する。このポリアミック酸樹脂を
単離することなく、引き続いて１００〜２００℃、好ま
しくは１４０〜１８０℃の温度範囲に溶液を昇温するこ
とによりポリアミック酸の酸アミド部分に脱水閉環反応
が進行し、目的とするポリイミド樹脂を合成することが
できる。また、この脱水閉環反応を短時間の内に完全に
進行させるためには、トルエン、キシレン等の共沸脱水
溶剤を併用することが好ましい。この重合反応の進行は
赤外吸収スペクトルのイミド基の特性吸収帯の変化から
求めるという公知の方法（特公昭５７−４１３３０号公
報）により検知することができる。脱水閉環によるイミ
ド化が終了した後は、この反応溶液を冷却し、メタノー
ル中に流し込むことによって再沈させ、これを乾燥する
などして、本発明に係るポリイミド樹脂を得ることがで
きる。

【００３５】これらの一連の操作により得られるポリイ
ミド樹脂は、上述したように低沸点有機溶剤、即ち、シ
クロヘキサノン，アセトフェノン等のケトン系溶剤、テ
トラヒドロフラン，１，４−ジオキサン，ジグライム等
のエーテル系溶剤やセロソルブ系溶剤などに良好な溶解
性を示す。従って、後述するように本発明組成物は有機
溶剤に溶解して用いられるが、有機溶剤としては、これ
ら有機溶剤の１種を単独で又は２種以上を混合して用い
ることができる。

【００３６】本発明のプライマー組成物は、上述したポ
リイミド樹脂に加えてシランカップリング剤を配合す
る。ここで、シランカップリング剤は下記一般式（４）
で示される化合物である。

【００３７】

【化１４】

【００３８】（但し、式中Ｒ^４は３−グリシドキシプロ
ピル基、３−メタアクリロキシプロピル基、Ｎ−（２−
アミノエチル）３−アミノプロピル基、３−メルカプト
プロピル基、３−アミノプロピル基、２−（３，４−エ
ポキシシクロヘキシル）エチル基、３−チオメタアクリ
レートプロピル基及び３−メタアクリルアミドプロピル
基から選ばれる少なくとも１種の基、Ｒ^５はメチル基、
Ｍはアルコキシ基、アシロキシ基、アルケニルオキシ
基、イミノキシ基、アミノ基、アミド基及びアミノオキ
シ基から選ばれる少なくとも１種の加水分解性基てあ
り、ａは０，１又は２である。）

【００３９】Ｍで示される加水分解性基としては、例え
ばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基等のアル
コキシ基；アセトオキシ基、プロピオノキシ基、ブチロ
イロキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシロキシ基；イ
ソプロペニルオキシ基、イソブテニルオキシ基、１−エ
チル−２−メチルビニルオキシ基等のアルケニルオキシ
基；ジメチルケトオキシム基、メチルエチルケトオキシ
ム基、ジエチルケトオキシム基、シクロペンタノキシム
基、シクロヘキサノキシム基等のイミノキシ基；Ｎ−メ
チルアミノ基、Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ−プロピルアミ
ノ基、Ｎ−ブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ
基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ
基等のアミノ基；Ｎ−メチルアセトアミド基、Ｎ−エチ
ルアセトアミド基、Ｎ−メチルベンズアミド基等のアミ
ド基；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノオキシ基、Ｎ，Ｎ−ジエ
チルアミノオキシ基等のアミノオキシ基を挙げることが
できる。

【００４０】このような式（４）のシランカップリング
剤として具体的には、３−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエト
キシシラン、３−メタアクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン、３−メタアクリロキシプロピルトリエトキシ
シラン、３−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、３−メタアクリロキシプロピルメチルジエト
キシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）
−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプト
プロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピル
トリエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエト
キシシラン、３−チオメタアクリレートプロピルトリメ
トキシシラン、３−メタアクリルアミドプロピルメチル
ジエトキシシラン、３−チオメタアクリレートプロピル
メチルジメトキシシラン等が挙げられる。これらの中で
も特にＮ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピル
トリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメト
キシシランが好ましい。これらシランカップリング剤
は、単独で使用してもよく、２種以上混合しても差し支
えない。また、これらシランカップリング剤の加水分解
物の使用も可能である。

【００４１】本発明のプライマー組成物において、上述
した式（１）のポリイミド化合物と式（４）のシランカ
ップリング剤との配合量は作業条件等により適宜選択さ
れるが、通常ポリイミド化合物は組成物全体の２〜８０
重量％であり、特に１０〜５０重量％とすることが好ま
しく、シランカップリング剤は組成物全体の２０〜９８
重量％であり、特に５０〜９０重量％とすることが好ま
しい。ポリイミド化合物が２重量％未満であったり、シ
ランカップリング剤が９８重量％を超えると形成された
皮膜の強度が弱く、プライマー層で凝集破壊し易くな
り、ポリイミド化合物が８０重量％を超えたり、シラン
カップリング剤が２０重量％に満たないと、接着性が弱
くなる。なお、この接着力の低下はシランカップリング
剤の配合量が少なくなってシランカップリング剤中に存
在する反応性アルコキシ基含有量が少なくなるためであ
ると考える。

【００４２】本発明のプライマー組成物は、前述の低沸
点有機溶剤で希釈可能であり、種々の濃度の溶液として
使用可能である。プライマー濃度としては、２０重量％
以下が好ましく、特に１０重量％以下とすることが望ま
しい。また、対象物に塗布する際、プライマーの皮膜の
厚みを１０μｍ以下、特に５μｍ以下とすることが望ま
しい。

【００４３】また、プライマー組成物の各種基材に対す
る塗布方法としてはハケ塗り、浸透法、ロールコータ
法、スプレー法等用途に合わせて可能である。また、半
導体素子に保護膜を形成する場合は、組成物をスピンコ
ートやディスペンサーから滴下したり、あるいはその他
の公知の塗布方法により半導体素子上に塗布した後、有
機溶剤を１５０℃〜１８０℃で１〜２時間の加熱処理で
揮発させるという極めて簡単かつ低温短時間の処理によ
り素子や配線に対する接着性、耐熱性、電気特性、機械
的特性、吸湿半田特性に優れたプライマー層の保護膜を
均一にしかもピンホールなく形成することができる。

【００４４】このような本発明のプライマー組成物は金
属材料又はプラスチックからなる成形品の表面に強固な
硬化皮膜を形成し得るものであり、金属材料としては、
例えばアルミニウム，鉄，亜鉛，錫，銀，金，銅，ニッ
ケル，ステンレス，クロム銅，ケイ素銅，銅−ニッケル
合金等が、また、プラスチックとしては、例えばエポキ
シ樹脂，ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−
スチレン共重合体樹脂），ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテ
レフタレート樹脂），ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサル
ファイド樹脂），ＤＡＰ樹脂（ジアリルフタレート樹
脂），ナイロン，スチレン樹脂，メラミン樹脂，ポリエ
ステル樹脂，ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。な
お、本発明組成物は、特に鉄、銅、ニッケル等の金属と
の接着性が高いので、これら金属の表面にエポキシ樹脂
成形材料の硬化物を接着させるプライマーとして極めて
有用である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体封
止用エポキシ樹脂成形材料接着用プライマー組成物は金
属材料又はプラスチックからなる成形品の表面に強固な
硬化皮膜を設ける際に有用で、これらの表面改質に有効
なものであり、特に半導体素子に用いる場合、低温且つ
短時間の熱処理により簡単な操作で優れた耐熱性、電気
的、機械的特性、吸湿半田特性、接着性を有する硬化皮
膜を半導体素子にピンホールなく均一に形成することが
でき、従来の高温で長時間の熱処理を必要とするポリイ
ミド樹脂膜の製造法に比べて、大幅な省エネルギー化が
可能となり、その工業的価値は極めて大なるものてあ
る。

【００４６】

【実施例】以下、合成例、実施例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。 〔合成例１〕ポリイミド樹脂Ａ 撹拌器、温度計及び窒素置換装置を具備したフラスコ内
にテトラカルボン酸二無水物成分として２，２−ビス
（３，４−ベンゼンジカルボン酸アンヒドリド）パーフ
ルオロプロパン４．４ｇ（０．０１モル）と３，３’，
４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物２６．
５ｇ（０．０９モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２
−ピロリドン４００ｇを仕込み、これにジアミン成分と
してビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキ
サン１９．８ｇ（０．０８モル）と２，２−ビス〔４−
（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン８．２ｇ
（０．０２モル）とを溶解したＮ−メチル−２−ピロリ
ドン溶液を反応系の温度が５０℃を超えないように調節
しつつ徐々に滴下した。滴下終了後、更に室温で１０時
間撹拌し、次にフラスコに水分受容器付還流冷却器を取
り付けた後、キシレン３０ｇを加え、反応系を１６０℃
に昇温し、４時間１６０℃の温度を保持して反応させ、
黄褐色透明のポリイミド樹脂溶液を得た。なお、この反
応において３．４ｇの水が副生した。次いで、上記ポリ
イミド樹脂溶液をメタノール中に投じ、再沈して樹脂を
得た。この樹脂を６０℃で２４時間減圧乾燥し、ポリイ
ミド樹脂５２．６ｇを単離した。

【００４７】このポリイミド樹脂の赤外線吸収スペクト
ルを観測したところ、ポリアミック酸に基づく吸収は観
測されず、１７８０ｃｍ^−１と１７２０ｃｍ^−１とにイ
ミド基に基づく吸収が確認された。

【００４８】〔合成例２〕ポリイミド樹脂Ｂ テトラカルボン酸二無水物成分として３，３’，４，
４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物２９．４ｇ
（０．１モル）を用い、ジアミン成分として１，２−ビ
ス（γ−アミノプロピルジメチルシリル）エタン２．６
ｇ（０．０１モル）と２，２−ビス〔４−（４−アミノ
フェノキシ）フェニル）プロパン３６．９ｇ（０．０９
モル）とを用いる以外は合成例１と同様の操作により、
ポリイミド樹脂６７．１ｇを得た。

【００４９】〔合成例３〕ポリイミド樹脂Ｃ 撹拌器、温度計及び窒素置換装置を具備したフラスコ内
にテトラカルボン酸二無水物成分として２，２−ビス
（３，４−ベンゼンジカルボン酸アンヒドリド）パーフ
ルオロプロパン４．４ｇ（０．０１モル）と３，３’，
４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物２６．
５ｇ（０．０９モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２
−ピロリドン４００ｇを仕込み、これにジアミン成分と
して１，２−ビス（γ−アミノプロピルジメチルシリ
ル）エタン２０．８ｇ（０．０８モル）と２，２−ビス
〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン
８．２ｇ（０．０２モル）とを溶解したＮ−メチル−２
−ピロリドン溶液６９ｇを反応系の温度が５０℃を超え
ないように調節しつつ徐々に滴下した。滴下終了後、更
に室温で１０時間撹拌し、次にフラスコに水分受容器付
還流冷却器を取り付けた後、キシレン３０ｇを加え、反
応系を１６０℃に昇温し、４時間１６０℃の温度を保持
して反応させ、黄褐色透明のポリイミド樹脂溶液を得
た。なお、この反応において３．４ｇの水が副生した。
次いで、上記ポリイミド樹脂溶液をメタノール中に投
じ、再沈して樹脂を得た。この樹脂を６０℃で２４時間
減圧乾燥し、ポリイミド樹脂５２．８ｇを単離した。

【００５０】このポリイミド樹脂の赤外線吸収スペクト
ルを観測したところ、ポリアミック酸に基づく吸収は観
測されず、１７８℃ｃｍ^−１と１７２０ｃｍ^−１とにイ
ミド基に基づく吸収が確認された。

【００５１】また、このポリイミド樹脂は、テトラヒド
ロフラン、１，４−ジオキサン、シクロヘキサノン、ア
セトフェノンに可溶であった。

【００５２】〔合成例４〕ポリイミド樹脂Ｄ テトラカルボン酸二無水物成分として２，２−ビス
（３，４−ベンゼンジカルボン酸アンヒドリド）パーフ
ルオロプロパン１３．３ｇ（０．０３モル）と３，
３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
２０．６ｇ（０．０７モル）とを用い、ジアミン成分と
して１，２−ビス（γ−アミノプロピルジメチルシリ
ル）エタン１５．６ｇ（０．０６モル）と１，４−ビス
（４−アミノフェノキシ）ベンゼン１１．７ｇ（０．０
４モル）とを用いて、合成例１と同様の操作により、ポ
リイミド樹脂５４．１ｇを得た。

【００５３】得られたポリイミド樹脂は、テトラヒドロ
フラン、１，４−ジオキサン、シクロヘキサノン、アセ
トフェノンのいずれの溶剤にも可溶であった。

【００５４】〔合成例５〕ポリイミド樹脂Ｅ テトラカルボン酸二無水物成分として２，２−ビス
（３，４−ベンゼンジカルボン酸アンヒドリド）パーフ
ルオロプロパン１３．３ｇ（０．０３モル）と３，
３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物２２．６ｇ（０．０７モル）とを用い、ジアミン成
分として１，２−ビス（γ−アミノプロピルジメチルシ
リル）エタン２．６ｇ（０．０１モル）と２，２−ビス
〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン３
６．９ｇ（０．０９モル）とを用いて、合成例１と同様
の操作により、ポリイミド樹脂６８．９ｇを得た。

【００５５】得られたポリイミド樹脂は、テトラヒドロ
フラン、１，４−ジオキサン、シクロヘキサノン、アセ
トフェノンのいずれの溶剤にも可溶であった。

【００５６】〔合成例６〕ポリイミド樹脂Ｆ（開環型ポ
リイミド樹脂） 撹拌器、温度計及び窒素置換装置を具備したフラスコ内
にテトラカルボン酸二無水物成分として２，２−ビス
（３，４−ベンゼンジカルボン酸アンヒドリド）パーフ
ルオロプロパン４．４ｇ（０．０１モル）と３，３’，
４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物２６．
５ｇ（０．０９モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２
−ピロリドン４００ｇを仕込み、これにジアミン成分と
してビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキ
サン１９．８ｇ（０．０８モル）と２，２−ビス〔４−
（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン８．２ｇ
（０．０２モル）とを溶解したＮ−メチル−２−ピロリ
ドン溶液を反応系の温度が５０℃を超えないように調節
しつつ徐々に滴下した。滴下終了後、更に室温で１０時
間撹拌し、黄褐色のポリイミド樹脂溶液を得た。次い
で、上記ポリイミド樹脂溶液をメタノール中に投じ、再
沈して樹脂を得た。この樹脂を６０℃で２４時間減圧乾
燥してポリイミド樹脂５６ｇを単離した。

【００５７】このポリイミド樹脂の赤外線吸収スペクト
ルを観測したところ、ポリアミック酸に基づく吸収が２
９００ｃｍ^−１と３１００ｃｍ^−１に確認された。

【００５８】〔実施例・比較例〕 表１，２，３に示すように前記合成例で得たポリイミド
樹脂と下記のシランカップリング剤を配合して１８種の
プライマー組成物を調製した。得られたプライマー組成
物を用い、表１，２，３に示す各種基材に対してプライ
マー塗布後（浸漬法）、１５０℃で１時間キュアーし、
その後エポキシ樹脂成形材料（ＫＭＣ１６５ＶＡ：信越
化学工業（株）製）を１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ^２で成
形し、成形物を得た。また、半導体素子に対して、プラ
イマー組成物を塗布し、１５０℃で１時間キュアー後、
エポキシ樹脂成形材料（ＫＭＣ１６５ＶＡ）を１７５
℃、７０ｋｇ／ｃｍ^２で成形して成形物を得た（図１参
照）。得られた成形物に付いて、下記の試験を行なっ
た。結果を表１，２，３に併記する。接着性 表１，２，３に示される各種テストピースにプライマー
塗布後、直径１５ｍｍ、高さ５ｍｍの円筒成形品を１７
５℃、７０ｋｇ／ｃｍ^２、成形時間２分の条件で成形
し、１８０℃で４時間ポストキュアーした後、プッシュ
プルゲージで成形物と各種テストピースとの剥離力を測
定した。ヒートサイクルによる耐クラック性 ９．０ｍｍ×４．５ｍｍ×０．５ｍｍの大きさのシリコ
ンチップを１４ＰＩＮ−ＩＣフレーム（４２アロイ）に
接着し、その後表１，２，３に示されるプライマー組成
物を塗布後、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件１７
５℃×２分で成形し、１８０℃で４時間ポストキュアー
した後、−５０℃×３０分〜１８０℃×３０分の熱サイ
クルを繰り返し、１０００サイクル後の樹脂クラック発
生率を測定した。耐湿性 ４ＤＲＡＭチップを２０ＰＩＮのＳＯＪフレームに接着
し、その後プライマー組成物をシリコンチップ表面とダ
イパッドの裏面（図１参照）に塗布後、これにエポキシ
樹脂組成物を成形条件１７５℃×３分で成形し、１８０
℃で４時間ポストキュアーした。これを１２１℃／１０
０％ＲＨ雰囲気中に２４時間放置して吸湿後、２１５℃
の半田浴に１０秒間浸漬し、さらに１２１℃／１００％
ＲＨ雰囲気中に３００時間放置した時のアルミニウム配
線断線率を測定した。吸湿後の半田クラック性 ６０ｐｉｎＱＦＰ（サイズ２０ｍｍ×１４ｍｍ）ダイハ
ード下の樹脂厚０．７ｍｍ、ダイパッド寸法１０ｍｍ×
８ｍｍ）のダイパッド裏面（図１参照）にプライマー組
成物を塗布後、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件１
７５℃×３分で成形し、１８０℃で４時間ポストキュア
ーした。このパッケージを８５℃／８５％ＲＨの雰囲気
に２４時間放置して、吸湿処理を行なった後、これを２
１５℃の半田浴に１０秒浸漬した。この時に発生するパ
ッケージのクラック発生不良率を調べた（試験数ｎ＝１
０）。 シランカップリング剤：（いずれも信越化学工業（株）
製） ＫＢＭ４０３・・・３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン ＫＢＭ５０３・・・３−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン ＫＢＭ６０３・・・Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキ シシラン ＫＢＭ８０３・・・３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン ＫＢＥ９０３・・・３−アミノプロピルトリエトキシシラン ＫＢＭ３０３・・・２−（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 ＫＢＥ４０２・・・３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】

【００６１】

【表３】

【００６２】以上の結果から、本発明のプライマー組成
物は、各種金属材料及び各種プラスチック類との接着性
に優れ、これらの表面改質に有効であることがわかる。
また、半導体素子に塗布した場合、耐クラック性、耐湿
性、吸湿半田特性に向上が認められ、本発明のプライマ
ー組成物を用いた低温短時間の加熱処理は、半導体製造
工程上コストダウン対策として極めて有効といえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る樹脂封止型半導体装置
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ シリコンチップ ２ ダイパッド ３ リードフレーム ４ ボンディングワイヤー ５ 樹脂封止剤 ６ プライマー組成物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 (72)発明者 加藤 英人 群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社 シリコーン電 子材料技術研究所内 (56)参考文献 特開 平３−6226（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−64355（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−147470（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−171762（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−116668（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−103207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−189255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−69667（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−301752（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で示される構造単位を
   有するポリイミド化合物２〜８０重量％と、下記一般式
   （４）で示されるシランカップリング剤２０〜９８重量
   ％とを配合してなることを特徴とする半導体封止用エポ
   キシ樹脂成形材料接着用プライマー組成物。 【化１】 【化２】 （但し、式中Ｒ^４は３−グリシドキシプロピル基、３−
   メタアクリロキシプロピル基、Ｎ−（２−アミノエチ
   ル）３−アミノプロピル基、３−メルカプトプロピル
   基、３−アミノプロピル基、２−（３，４−エポキシシ
   クロヘキシル）エチル基、３−チオメタアクリレートプ
   ロピル基及び３−メタアクリルアミドプロピル基から選
   ばれる少なくとも１種の基、Ｒ^５はメチル基、Ｍはアル
   コキシ基、アシロキシ基、アルケニルオキシ基、イミノ
   キシ基、アミノ基、アミド基及びアミノオキシ基から選
   ばれる少なくとも１種の加水分解性基であり、ａは０，
   １又は２である。）