JPH0421691B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の属する技術分野〕 本発明は新規な組成を有するエポキシ樹脂組成
物に関し、特に半導体封止用のエポキシ樹脂組成
物に関する。 〔従来技術とその問題点〕 従来のエポキシ樹脂組成物において、エポキシ
樹脂の硬化触媒はエポキシ樹脂に混合して用いら
れていた。しかしエポキシ樹脂組成物中に無機質
充てん剤が存在する場合に、充てん剤の表面近く
ではエポキシ樹脂の硬化が充分でなく、樹脂と充
てん剤の間にすき間ができたり、樹脂と充てん剤
のなじみが悪かつたり、また硬化物の機械的強度
が劣つていたり、耐湿性に欠けるという欠点があ
つた。特にこの組成物を用いて半導体を封止した
樹脂封止型半導体装置においては、耐湿性が劣る
ために封止した半導体素子上のアルミニウム配線
が腐食されやすいという欠点があつた。 〔発明の目的〕 本発明は上記従来技術の欠点を改良したもの
で、樹脂と充てん剤のなじみが良く、耐湿性の優
れたエポキシ樹脂組成物を提供することを目的と
する。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するために本発明者らが鋭意研
究を重ねた結果、以下に示すエポキシ樹脂組成物
が優れた特性を示すことを見出した。 すなわち本発明は (a) エポキシ樹脂 (b) エポキシ樹脂の硬化剤 (c) 一般式〔〕で示される化合物 （ただしR₁〜R₃は芳香族基または脂肪族基、
Ｘはアルコキシル基またはハロゲン原子を示
す。） (d) 無機質充てん剤 を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物
である。 本発明において用いられるエポキシ樹脂は、一
般にエポキシ樹脂として使用されているものであ
れば、いかなるものでもよい。かかるエポキシ樹
脂としては、例えば、ビスフエノールＡ型エポキ
シ樹脂、フエノールノボラツク型エポキシ樹脂、
クレゾールノボラツク型エポキシ樹脂等のグリシ
ジルエーテル型エポキシ樹脂；グリシジルエステ
ル型エポキシ樹脂；グリシジルアミン型エポキシ
樹脂；線状脂肪族エポキシ樹脂；脂環式エポキシ
樹脂；複素環型エポキシ樹脂；ハロゲン化エポキ
シ樹脂等の一分子中にエポキシ基を２個以上有す
るエポキシ樹脂が挙げられ、これらから成る群よ
り選ばれる１種もしくは２種以上のものが用いら
れる。上記エポキシ樹脂は、塩素イオンの含有量
が10ppm以下で加水分解性塩素の含有量が0.1重
量％以下のものであることが好ましい。またエポ
キシ樹脂としては、グリシジルエーテル型エポキ
シ樹脂を用いることが好ましく、とりわけ、エポ
キシ当量170〜300を有するノボラツク型エポキシ
樹脂を用いることが、優れた特性を有する硬化物
が得られることから最も好ましい。 本発明で用いられるエポキシ樹脂の硬化剤は、
特に限定されず、一般に用いられているエポキシ
樹脂の硬化剤を用いることができるが、特に好ま
しい硬化剤としては、１分子中にフエノール性水
酸基を２個以上有する硬化剤および酸無水物硬化
剤がある。前者はたとえば、フエノールノボラツ
ク樹脂、クレゾールノボラツク樹脂などのフエノ
ール樹脂、ポリパラヒドロキシスチレンなどのフ
エノール性水酸基を有する重合体などがあり、後
者は無水マレイン酸、無水フタル酸、無水テトラ
ヒドロフタル酸、無水ナジツク酸、無水トリメリ
ツト酸、無水ピロメリツト酸、無水クロレンデイ
ツク酸などがある。 これらの硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂との
硬化反応に際し、エポキシ基と硬化剤の活性基と
の当量比が、エポキシ基１に対し活性基が0.5〜
1.5の範囲内にあるように決定することが好まし
い。 本発明の特徴は、次の一般式〔〕で示される
化合物を含むことにある。 （ただしR₁〜R₃は芳香族基、または脂肪族基、
Ｘはアルコキシル基またはハロゲン原子を示す） 具体的に例示すると （Ph）₂Ｐ（CH₂）₂Si（OCH₃）₃ （Ph）₂Ｐ（CH₂）₂Si（OC₂H₅）₃ （Ph）₂Ｐ（CH₂）₂SiCl₃ （Ph）₂Ｐ（CH₂）₃Si（OCH₂H₅）₃ （CH₃CH₂CH₂）₂Ｐ（CH₂）₂Si（OCH₃）₃等であ
る。 上記化合物は、エポキシ樹脂組成物の0.001〜
20重量％の範囲内で用いることが好ましい。 本発明において用いられる無機質充てん剤とし
ては、石英ガラス粉末、結晶性シリカ粉末、ガラ
ス繊維、タルク、アルミナ粉末、水酸化アルミニ
ウム粉末、炭酸カルシウム粉末、硫酸バリウム粉
末、マグネシア粉末等があげられ、一般に充てん
剤として用いられているものを使用することがで
きる。これらの中で、石英ガラス粉末や結晶性シ
リカ粉末が、高純度と低熱膨張の点で最も好まし
い。配合量は用途等によつても異なるが、エポキ
シ樹脂に対し重量比で1.5倍〜５倍程度でよい。 本発明の特徴は、一般式〔〕で示される化合
物が、無機質充てん剤表面の水酸基と反応するこ
とにある。この反応は一般のシランカツプリング
剤の無機質充てん剤表面への反応と同等である。
この反応を行うことを目的として、上記化合物を
無機質充てん剤表面に付着させることを表面処理
と称する。表面処理はエポキシ樹脂組成物を配合
した後で行つてもよいが、前もつて上記化合物を
無機質充てん剤に表面処理しておいてもよい。 本発明のエポキシ樹脂組成物は上記成分のほか
に、硬化触媒を配合することによつて、その特性
をより一層改善することができる。硬化触媒とし
ては一般に知られているものが使用できるが、特
に好ましいのは有機ホスフイン化合物である。 本発明において硬化触媒として用いられる有機
ホスフイン化合物としては、式〔〕； においてR₁〜R₃がすべて有機基である第３ホス
フイン化合物、R₃のみ水素である第２ホスフイ
ン化合物、R₂，R₃がともに水素である第１ホス
フイン化合物がある。具体的にはトリフエニルホ
スフイン、トリブチルホスフイン、トリシクロヘ
キシルホスフイン、メチルジフエニルホスフイ
ン、ブチルフエニルホスフイン、ジフエニルホス
フイン、フエニルホスフイン、オクチルホスフイ
ンなどである。またR₁が有機ホスフインを含む
有機基であつてもよい。たとえば１，２−ビス
（ジフエニルホスフイノ）エタン、ビス（ジフエ
ニルホスフイン）メタンなどである。これらの中
でもアリールホスフイン化合物が好ましく、特に
トリフエニルホスフイン、１，２−ビス（ジフエ
ニルホスフイノ）エタン、ビス（ジフエニルホス
フイノ）メタンなどが最も好ましい。またこれら
の有機ホスフイン化合物は１種もしくは２種以上
の混合系で用いてもよい。しかして、この有機ホ
スフイン化合物の配合量は一般に樹脂分（エポキ
シ樹脂と硬化剤）の0.01〜20重量％の範囲内でよ
いが特に好ましい特性は0.01〜５重量％の範囲内
で得られる。 本発明に係るエポキシ樹脂組成物は必要に応じ
て、例えば天然ワツクス類、合成ワツクス類、直
鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド類、エステル類もし
くはパラフイン類などの離型剤、塩素化パラフイ
ン、プロムトルエン、ヘキサプロムベンゼン、三
酸化アンチモンなどの難燃剤、カーボンブラツク
などの着色剤などを適宜添加配合しても差しつか
えない。 本発明に係るエポキシ樹脂組成物を成形材料と
して調製する場合の一般的な方法としては、所定
の組成に選んだ原料組成分を例えばミキサーによ
つて充分混合後、さらに熱ロールによる溶融混合
処理、またはニーダーなどによる混合処理を加え
ることにより容易にエポキシ樹脂成形材料を得る
ことができる。 本発明のエポキシ樹脂組成物を用いた樹脂封止
型半導体装置は、上記エポキシ樹脂組成物乃至成
形材料を用いて半導体装置を封止することにより
容易に製造することができる。封止の最も一般的
な方法としては低圧トランスフア成形法がある
が、インジエクシヨン成形、圧縮成形、注型など
による封止も可能である。 エポキシ樹脂組成物乃至成形材料は封止の際に
加熱して硬化させ、最終的にはこの組成物乃至成
形材料の硬化物によつて封止された樹脂封止型半
導体装置を得ることができる。硬化に際しては
150℃以上に加熱することが特に望ましい。 上記半導体装置とは集積回路、大規模集積回
路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオードなど
であつて特に限定されるものではない。 〔発明の効果〕 上記本発明の目的、概要の記載および下記実施
例において明らかなように、本発明のエポキシ樹
脂組成物を用いて半導体装置を封止して成る樹脂
封止型半導体装置は、耐湿試験において水分によ
るアルミニウム配線の腐食が著しく低いことに示
されるように耐湿性に優れている。従つて本発明
のエポキシ樹脂組成物によつて高信頼性の樹脂封
止型半導体装置を得ることができる。 上記のように本発明のエポキシ樹脂組成物は、
最も高品質、高信頼性が要求されるといわれる半
導体装置の封止樹脂として用いた場合に、最大の
効果を発揮するのであるが、半導体装置ほどの高
品質が要求されない一般の電子部品や電気部品の
封止、被覆、絶縁などに適用した場合でも優れた
効果が得られる。 〔本発明の実施例〕 合成例 １ 平均粒径20μmの石英ガラス粉末700gに２−（ジ
フエニルホスフイノ）エチルトリエトキシシラン
7gを加え、ミキサー中で混合して石英ガラス粉
末の表面処理を行つた。 次に本発明の実施例を記載する。 実施例 １〜６ エポキシ当量220のクレゾールノボラツク型エ
ポキシ樹脂（エポキシ樹脂Ａ）、エポキシ当量290
の臭素化エポキシノボラツク樹脂（エポキシ樹脂
Ｂ）、分子量800のフエノールノボラツク樹脂硬化
剤、無水テトラヒドロフタル酸、２−（ジフエニ
ルホスフイノ）エチルトリエトキシシラン、合成
例１によつて得た充てん剤（充てん剤Ａ）、トリ
フエニルホスフイン、２−メチルイミダゾール、
石英ガラス粉末、三酸化アンチモン、カルナバワ
ツクス、カーボンブラツク、を表−１に示す組成
（重量比）に選び、各組成物をミキサーによる混
合、加熱ロールによる混練を行うことによつて、
比較例を含め10種のトランスフア成形材料を調製
した。 このようにして得た成形材料を用いてトランス
フア成形することにより、MOS型集積回路を樹
脂封止した。封止は高周波予熱器で90℃に加熱し
た成形材料を175℃で５分間モールドし、更に180
℃で８時間アフタキユアすることにより行つた。
上記樹脂封止型半導体装置各100個について次の
試験を行つた。 (1) 120℃、２気圧の水蒸気中で10V印加してア
ルミニウム配線の腐食による断線不良を調べる
耐湿試験（バイアスPCT）を行い、その結果
を表−２に示した。

【表】

【表】

【表】 形できなかつたので耐湿試験を行なわなか
つた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) エポキシ樹脂 (b) エポキシ樹脂の硬化剤 (c) 一般式〔〕で示される化合物 （ただしR₁〜R₃は芳香族基または脂肪族基、
   Ｘはアルコキシル基またはハロゲン原子を示
   す） (d) 無機質充てん剤を含有することを特徴とする
   エポキシ樹脂組成物。 ２ 無機質充てん剤が結晶性シリカまたは石英ガ
   ラス粉末であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のエポキシ樹脂組成物。 ３ エポキシ樹脂の硬化剤が、一分子中に少くと
   も２個のフエノール性水酸基を有する化合物であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   エポキシ樹脂組成物。 ４ エポキシ樹脂が、エポキシ当量170〜300のノ
   ボラツク型エポキシ樹脂であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のエポキシ樹脂組成
   物。 ５ 更にエポキシ樹脂の硬化触媒を含有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエポキ
   シ樹脂組成物。 ６ エポキシ樹脂の硬化触媒が有機ホスフイン化
   合物であることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項記載のエポキシ樹脂組成物 ７ 無機質充てんが一般式〔〕で示される化合
   物によつて表面処理されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第５項のいずれかに
   記載のエポキシ樹脂組成物。