JPH0320326A

JPH0320326A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0320326A
Application number: JP15489089A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Fujimoto; 隆光藤本; Shuichi Kita; 喜多　修市; Atsuko Noda; 野田　アツコ; Yuji Hizuka; 裕至肥塚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1991-01-29

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］本発明は半導体封止用エボキシ樹脂組成物に関する。さ
らに詳しくは、硬化触媒として特定のリン触媒を含有さ
せることにより、耐湿性、高温電気特性を損なわずに、
硬化性を向上させ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・発明が解決しようとする課題］ＩＣ，　
ＬＳＩなどの半導体装置の製造においては、その半導体
素子をシリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによって封止
する樹脂封止法が広く採用されている。これらの樹脂封
止法に用いられる封止樹脂のなかでも、とくにノボラッ
ク型エボキシ樹脂とフェノールノボラック樹脂とを組合
わせたエポキシ樹脂組成物は、封止後の耐湿性を効果的
かつ良好に保持できるとともに、比較的安価であること
とも相俟って汎用されている。

しかしながら、フェノールノボラック樹脂を硬化剤とし
て用い、イミダゾール類または第三級アミン類を硬化触
媒として用いたエボキシ樹脂組成物は、高温での電気特
性がわるいために、このエポキシ樹脂組成物で封止した
ＭＯＳ型半導体装置は高温動作において電極間にリーク
電流が流れて正常な半導体特性を示さなぐなったり、高
温高湿下においては、アルミ配線が短時間で腐食して断
線が発生するなどの欠点を有している。

これらの欠点を改良するためのものとして、トリフエニ
ルホスフィンなどのオルガノホスフィン化合物を硬化触
媒として用いたエボキシ樹脂組成物が開示されている（
特開昭５８−１３０９５３号公報参照）。

しかし、たとえばトリフエニルホスフィンは、高温では
酸化されやすいためにエポキシ樹脂組成物の調製中にト
リフェニルホスフィンオキサイドを生成し、触媒能が低
下して硬化不充分となり、本来の特性を発揮できないと
いう問題点がある。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
であり、耐湿性、高温電気特性を損なわずに、硬化性を
向上させた半導体封止用エボキシ樹脂組成物をうろこと
を目的とする。

Ｃ課題を解決するための手段〕すなわち本発明は、エボキシ樹脂組成物であって、リン
原子を有する一般式（Ｉ）：（式中、Ｒｌ　〜ＲＳ　ハイｆｔＬモ−Ｈ，−ＣＨｚ、
一００Ｈ３または−ＯＣ２　Ｈ５を示しｓＲ’〜ＲＳは
同じであってもよく、異なっていてもよく、Ｒｌ　＃　
ＲＳのうちの少なくとも１つが−ｎ以外の置換基である
）で表わされる硬化触媒を含有させたことを特徴とする
半導体封止用エボキシ樹脂紹成物に関する。

［実施例］本発明のエポキシ樹脂組成物は、エボキシ樹脂および硬
化触媒を含有したものであり、一般にはさらに硬化剤、
充填剤やその他の添加剤（難燃剤、離型剤、カップリン
グ剤、着色剤など）を含有させて使用される。

本発明においては、硬化触媒として、硬化物の耐湿性、
高温電気特性を損なわずに樹脂組成物に高い硬化性を付
与するために、酸化されにくい、で表わされるリン原子
を有する硬化触媒が含有せしめられる。

一般式（１）中ノＲ１〜Ｒ５ハイずれもーＨ，　−ＣＨ
３、−ＯＣＨ３または−ＯＣ２　Ｈｓであって、そのう
ち少なくとも１つがーＨ以外の置換基、すなわち電子供
与基（一ＣＨ３、−０ＣＨ３、−０Ｃ２　Ｈｓ　）であ
る。それゆえ一般式（１）で表わされる硬化触媒は、Ｒ
１〜Ｒ５すべてが水素原子のぱあいにくらべて塩基度が
・高くなることおよびかさ高い立体構造となることのた
めに酸化されにくいと考えられる。

前記一般式（Ｉ）で表わされる硬化触媒の具体例として
は、たとえばトリス（２．８−ジメトキシフエニル）ホ
スフィン、トリス（２．４．８−トリメトキシフエニル
）ホスフィン、トリス（２，Ｂ−ジエトキシフェニル）
ホスフィン、トリス（２．４．６−　｝リエトキシフェ
ニル）ホスフィン、トリ−１−トリルホスフィン、トリ
ーｐ一トリルホスフィンなどがあげられる。これらの硬
化触媒は単独で使用してもよく、２種以上を併用しても
よい。

一般式（１）で表わされる硬化触媒の使用量は、樹脂封
止半導体素子の信頼性の点から、エボキシ樹脂ｌ００部
（重量部、以下同様）に対して０．ｌ〜５部が好ましく
、さらには０．３〜３．０部であるのが好ましい。

また、本発明では一般式（１）で表わされる硬化触媒と
トリフェニルホスフィンなどの従来からある硬化触媒と
を併用してもよい。ただし、前記従来の硬化触媒の割合
を高くすると硬化性が低下するなどの従来同様の問題が
生じるので、硬化触媒全体の５０％（重量％、以下同様
）以下とするのが好ましい。

本発明の樹脂組成物に用いられるエボキシ樹脂は、１分
子中に２個以上のエポキシ基を有するものであればとく
に限定されず、たとえばノボラック系エポキシ樹脂、ト
リス（ヒドロキシフエニル）メタンのトリグリシジルエ
ーテル樹脂、ビスフェノールＡ型エボキシ樹脂、脂環式
エボキシ樹脂などがあげられる。

また、さらに難燃性を付与するために臭素化エボキシ樹
脂を併用してもよい。

臭素化エポキシ樹脂を併用するぱあい、その配合割合は
成形性、樹脂封止素子の信頼性の点から、臭素化エポキ
シ樹脂を除くエボキシ樹脂１００部に対して５０部以下
であるのが好ましい。

本発明の樹脂組成物に含有させうる硬化剤の具体例とし
ては、たとえばフェノールノボラック樹脂、メチルテト
ラヒドロキシ無水フタル酸、メチルへキサヒドロキシ無
水フタル酸などの酸無水物、ジシアンジアミド、ジアミ
ノジフェニルメタンなどのアミン類などがあげられる。

硬化剤を用いるぱあい、その配合割合は、硬化剤の種類
などによっても異なるが通常エボキシ樹脂１００部に対
して１〜１００部であるのが好ましい。

本発明の樹脂組成物に含有させうる充填剤の具体例とし
ては、たとえば溶融シリカ粉、結晶性シ１１力粉、アル
ミナ粉、ガラス繊維などの無機充填剤があげられる。

充填剤を用いるぱあい、その配合割合は、硬化収縮の抑
制、線膨張率の低下効果および成形性の点からエポキシ
樹脂組成物中５０〜８５％であるのが好ましい。

本発明の樹脂組成物にはさらに必要に応じてその他の添
加剤としてカーボンプラックなどの着色剤、カルナバワ
ックスなどの離型剤、二酸化アンチモンなどの難燃剤、
γ−グリシドキシブロビルトリメトキシシランなどのカ
ップリング剤、変性シリコーンオイル、シリコーンゴム
なとの可撓化剤などが含有されていてもよい。

前記その他の添加剤の配合割合は、それらの合計がエボ
キシ樹脂組成物中ｌＯ％以下であるのが好ましい。

本発明の半導体封止用エボキシ樹脂組成物は、前記の成
分を、たとえば熱ロール、エクストルーダ、二ーダミキ
サなどの一般的に使用されている公知の混合装置を用い
て混合することにより容易に調製しうる。

つぎに本発明の半導体封止用エボキシ樹脂組成物を実施
例によってさらに詳細に説明する。

実施例１〜７および比較例１〜３第１表に示す組成になるようにエポキシ樹脂、硬化剤、
硬化触媒、無機充填剤およびその他の添加剤を調合し、
８０〜１００℃の熱ロールで４〜７分間混練したのち、
粉砕してエボキシ樹脂組成物を調製した。

えられたエポキシ樹脂組成物の流動性および硬化性を下
記の方法で調べた。結果を第２表に示す。

一方、えられたエボキシ樹脂組成物を用いて、成形圧力
８０ｋｇ／ｃａ＋２、金型温度１７５±５℃、成形時間
２分の条件でトランスファー成形し、信頼性評価用モニ
ターチップおよび評価用試片を作製した。

つぎに前記信頼性評価用モニターチップおよび評価用試
片に１７５℃、６時間の後硬化を施した。

こうしてえられた評価用試片を用．いてガラス転移温度
および高温電気特性（体積抵抗率〉を下記の方法で測定
した。結果を第２表に示す。

また、信頼性評価用モニターチップを用いて耐熱信頼性
試験および耐湿信頼性試験を下記の方法で行なった。

さらに、以上の各評価結果から、総合的に前記エボキシ
樹脂組成物の評価を行なった。評価基準は、すべての特
性において非常に優れているばあいを◎、すべての特性
において優れている（一部の特性は比較例と同等以上で
ある）ばあいを○、モニター素子の信頼性が若干劣るば
あいを△とした。結果を第３表に示す。

（流動性）金型温度１８０℃、成形圧力８０ｋｇ／ｃｏ＋２の条件
で測定し、フロー距離により評価する。

（硬化性）ＡＳＴＭ　Ｔｙｐｅ　Ｄ硬度計を用いて、金型温度１７
５±５℃、成形圧力８０ｋｇ／　ｃａｂ２、成形時間２
分の条件でえられた評価用試片の硬度により評価する。

（ガラス転移温度）ＴＭＡ　　（パーキンエルマ−社製）により、２．５℃
／ｗｉｎの昇温速度で測定する。

（体積抵抗率）ＪＩＳ　Ｋ　８９１１に準じて、１５０℃における体積
抵抗率を測定する。

（耐熱信頼性試験）モニターチップを空気中２００℃の条件下に放置し、モ
ニターチップに不良が発生するまでの時間を測定する。

（耐湿信頼性試験）モニターチップ２０個をＰＣＴ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃ
ｏｏｋｅｒＴｅｓｔ）１３０℃、ｉｏｏ％の条件で１０
００時間放置したの第２表に示す結果からわかるように
、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いたぱ
あいには、流動性を損なうことなく硬化性を改善でき、
高ｍ電気特性にも優れている。しかも、第３表に示す結
果からわかるように、本発明の樹脂組或物で樹脂封止し
た素子は耐熱性および耐湿性に非常に優れた特性を有す
るものである。

［発明の効果］本発明の半導体封止用エボキシ樹脂組成物は、硬化触媒
として特定のリン触媒を含有しているため、組成物の流
動性および硬化物の高温電気特性を損なうことなしに、
硬化性が向上され、耐熱性、耐湿性に優れ、ＩＣ用、Ｌ
ＳＩ用などの半導体封止樹脂として好適に使用できる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エポキシ樹脂組成物であって、リン原子を有する
一般式（ I ）： ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中、Ｒ＾１〜Ｒ＾５はいずれも−Ｈ、−ＣＨ＿３、
−ＯＣＨ＿３または−ＯＣ＿２Ｈ＿５を示し、Ｒ＾１〜
Ｒ＾５は同じであってもよく、異なっていてもよく、Ｒ
＾１〜Ｒ＾５のうちの少なくとも１つが−Ｈ以外の置換
基である）で表わされる硬化触媒を含有させたことを特
徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。