JPH0273823A

JPH0273823A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0273823A
Application number: JP22441688A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Yamada; 保治山田; Masashi Kaji; 正史梶; Takanori Aramaki; 隆範荒牧; Tokuhito Nakahara; 徳人中原
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1990-03-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１本発明は、耐熱性、耐湿性に優れた半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物に関する。

［従来の技術］半導体素子の封止には、生産性の面よりエポキシ樹脂組
成物によるトランスファー成形が一般的である。

近年、エレクトロニクス分野の発達に伴い、電子回路の
緻密化、微細化が急速に進行している。

そのため、外界の熱あるいは湿気による半導体素子の故
障がしばしば指摘されている。これら不良原因の多くは
、エポキシ樹脂組成物中に含まれるイオン性不純物や外
界より侵入する水分等の作用によるものと言われている
。すなわち、外界より侵入した水分が樹脂封止された半
導体素子の表面にまで浸透しアルミニウム配線等を腐蝕
させる。

ところで、従来よりこの種の目的で使用されるエポキシ
樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、あるいは、０−クレ
ゾール型エポキシ樹脂等が一般的である。樹脂中に含ま
れる不純物イオンについては、樹脂精製法の進歩により
かなりのレベルまで除去することが可能であるが、吸湿
性については樹脂固有の問題であり、従来の樹脂を使用
している限り克服することは困難である。

また、吸湿率の高いものについては、ヒートサイクル時
に引き起こされるパッケージクラックの発生との相関関
係も指摘されている。

［発明が解決しようとする課題］本発明者らは、かかる観点に鑑みて鋭意検討を重ねた結
果、従来のエポキシ樹脂組成物に比べて高い耐熱性を有
し、かつ、低吸湿率の硬化物を与えるエポキシ樹脂組成
物を見い出し、本発明に到達した。

従って、本発明の目的は、優れた耐熱性と耐湿性とを有
する新規な半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供する
ことにある。

［課題を解決するだめの手段］すなわち、本発明は、（ａ）−殺伐（但し、式中Ｒ１は水素原子又は低級アルキル基を示し
、Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示、
し、また、ｎはＯ〜５の整数を示ず）で表わされるフル
オレンビスフェノール系エポキシ樹脂、（ｂ）フェノー
ルノボラック系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、及び、（ｄ
）無機充填剤よりなる半導体封止用エポキシ樹脂組成物
である。

本発明において、（ａ）成分の主成分であるフルオレン
ビスフェノール系エポキシ樹脂は、上記−殺伐により表
わされるものであるが、この樹脂は、例えば９−フルオ
レンとフェノールあるいはアル４ニル置換フ工ノール化
合物とを酸触媒存在下に脱水縮合させて９，９−ビス（
ヒドロキシフェニル）フルオレン又はそのアルキル誘導
体（以下、フルオレンビスフェノール類という）を合成
し、次いでこれらフルオレンビスフェノール類にエピハ
ロヒドリン又はβ−メメチエピハロヒドリン（以下、エ
ピハロヒドリン類という）を反応させることにより製造
することができる。そして、その際に、フルオレンビス
フェノール類とエピハヒドリン類とのモル比を調整する
ことにより、その縮合度、すなわち−殺伐中のｎの値が
設定される。

上記−殺伐で示されるフルオレンビスフェノール系エポ
キシ樹脂において、置換基Ｒ１は低級アルキル基、好ま
しくはメチル基であり、また、置換基Ｒ２は水素原子又
は炭素数１〜６の炭化水素基、例えばメチル基、エチル
基、イソピロピル基、フェニル基等であり、さらに、ｎ
の値としてはＯ〜５である。

本発明者のエポキシ樹脂組成物中には、エポキシ樹脂成
分として十記一般式で示したフルオレンビスフェノール
系エポキシ樹脂以外に、例えばビスフェノールＡエポキ
シ、フェノールノボラックエポキシ、クレゾールノボラ
ックエポキシ、脂環式エポキシ、臭素化エポキシ等のエ
ポキシ樹脂を含んでもよいが、この場合、全エポキシ樹
脂中に占めるフルオレンビスフェノール系エポキシの割
合が５０重量％以上であることが望ましい。

本発明で使用するフェノールノボラック系硬化剤は、１
分子中にフェノール性水酸基を２個以上含んだものであ
って、例えばフェノール、クレシル、キシレノール、ノ
ニルフェノール、レゾルシン、グアヤコール、ナフトー
ル等のフェノール類と、例えばホルマリン、ベンズアル
デヒド、クロトンアルデヒド、グリオキザール、テレフ
タルアルデヒド等のアルデヒド化合物とを、酸触媒の存
在下に縮合させることにより得られる。そして、その軟
化点としては６０〜１２０℃であることが望ましく、ま
た、使用量としてはエポキシ樹脂中のエポキシ基１個あ
たりフェノールノボラック系硬化剤中のフェノール性水
酸基が０．７〜１．３個となるようにづることが好まし
い。

本発明で使用量る硬化促進剤としては、例えば２−メチ
ルイミダゾ＝ル、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘ
プタデシルイミダゾール等のイミダシル類や、１．８−
ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン７（以下、Ｄ
ＢＵという）及びそのフェノール塩や蟻酸塩等のＤＢＵ
系化合物や、さらにはトリフ１ニルホスツイン等の有機
ボスフィン類等が挙げられる。これら硬化促進剤の使用
量はエポキシ樹脂１００部に対して０．１〜１０部の範
囲である。

本発明で使用する無機充填剤は、通常無機充填剤として
使用されるものであればいかなるものでもよく、例えば
溶融シリカ粉、結晶シリカ粉、石英ガラス粉、タルク、
アルミナ、炭酸カルシウム、ガラス繊維等が挙げられる
。そして、その使用量は組成物全体に対して６５〜８５
重量％程度が好ましい。

本発明のエポキシ樹脂組成物中には、必要に応じて各種
ワックス類、高級脂肪酸あるいはそのカルシウム塩等の
離型剤、カーボンブラック等の着色剤、シランカップリ
ング剤等の表面処理剤、各種シリコンオイル、ポリブタ
ジェン等の低応力化剤、三酸化アンチモン等の難燃剤等
を配合することができる。

本発明のエポキシ樹脂組成物の製造は、フルオレンビス
フェノール系エポキシ樹脂、フェノールノボラック系硬
化剤、硬化促進剤、無機充填剤及びその他の添加剤をミ
キサー等により混合した後、ロール、ニーダ−等で混練
することにより行うことができる。

［実施例］以下、実施例に基いて、本発明のエポキシ樹脂組成物を
具体的に説明する。

参考例１温度計、分離管、滴下ロート及び撹拌器を取付けた１ｐ
フラスコ中に９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
フルオレン１００ｇとエピクロルヒドリン６００ｇとを
仕込んで溶解させ、温度７０℃、圧力１５０ｍ＋＋ＨＣ
Ｉに保持し、上記滴下ロート中に用意した４８ｗｔ％−
ＮａＯＨ水溶液２１．７ｇを４時間か（プで連続的に添
加した。この間、エピクロルヒドリンと水とを共沸させ
、凝縮液化させて分離管で有機相と水相とに分離し、水
層は系外に除去し、有機相は系内に循環させた。上記４
８ｗｔ％−Ｎ　ａＯＨ水溶液の滴下終了後、さらに同じ
温度で１時間撹拌を継続し、反応を完結させた。

このようにして得られた９、９−ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）フルオレンジグリシジルエーテルは、そのエ
ポキシ当量が２４６であり、軟化点が７６℃であり、１
５０’Ｃ″Ｃ″の溶融粘度が１．６ボイスである無色透
明のエポキシ樹脂であった。

参考例２９．９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン１
００ｇに対し、エピクロルヒドリン７９．３ｇと４８ｗ
ｔ％−Ｎ　ａ　ＯＨ水溶液４７．６ｇとを反応させた以
外は、上記参考例１と同様にして９．９−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）フルオレンジグリシジルエーテルの
合成を行い、エポキシ当量２８５及び軟化点１０８°Ｃ
のエポキシ樹脂を得た。

実施例１参考例１で得られたエポキシ樹脂１００重量部、フェノ
ールノボラック樹脂（フェノール当量１０４）４２重量
部、トリ７エニルホスフィ２２重恒部、カルナバワック
ス２重量部、カーボンブツラク２重量部及び溶融シリカ
４２０重量部を配合して加熱ロールで混練し、その後冷
却粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。

得られたエポキシ樹脂組成物について、ＥＨＭＩ−１−
６６に従ってスパイラルフローを測定し、また、エポキ
シ樹脂組成物を成形（１１５℃、２分）し、ボストキュ
ア（１７５℃、１２時間）した成形体を吸湿（ＰＣＴ、
１３３℃、１００％ＲＨ，１００時間）させることによ
り吸水率を測定し、さらに、Ｔ　Ｍ　Ａ法によりガラス
転移点を求め、さらにまた、アルミニウムのモデル素子
を１６ピンＤＩＲに月止し、１３３℃、１００％ＲＨの
条件で５００時間保管後のアルミ腐蝕による不良率を測
定する耐湿性試験を行った。

また、上記１６ピンＤＩＰ封止品を吸湿（８５℃、８５
％ＲＨ，２４時間）させた後、ハンダ浸漬（２６０℃、
１０秒）した後のクラック発生率を求めるクラックテス
トを行った。結果を第１表に示す。

実施例２参考例２で得られたエポキシ樹脂を使用し、フェノール
ノボラック樹脂の使用量を３６重量部とし、また、溶融
シリカの使用量を４００１量部とした以外は、上記実施
例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を調製し、その評
価を行った。結果を第１表に示す。

比較例１０−クレゾールノボツラク型エポキシ樹脂（エポキシ当
［１９７）をエポキシ樹脂成分として使用し、フェノー
ルノボラック樹脂の使用量を５３重量部とし、また、溶
融シリカの使用量を４５０重量部とした以外は、上記実
施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を調製し、その
評価を行った。結果を第１表に示す。

［発明の効果］本発明のエポキシ樹脂組成物は、耐熱性に優れているだ
けでなく、耐湿性にも優れており、半導体素子の封止用
として極めて有用である。

特許出願人　　　新日鐵化学株式会社

Claims

【特許請求の範囲】（ａ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中Ｒ＿１は水素原子又は低級アルキル基を示
し、Ｒ＿２は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を
示し、また、ｎは０〜５の整数を示す）で表わされるフ
ルオレンビスフェノール系エポキシ樹脂、（ｂ）フェノールノボラック系硬化剤、（ｃ）硬化促進剤、及び、（ｄ）無機充填剤を含有することを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂
組成物。