JPH04328121A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐冷熱衝撃性、耐熱性
および靭性に優れた新規な半導体封止用エポキシ樹脂組
成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子をシ
リコーン樹脂またはエポキシ樹脂などを用いて封止する
樹脂封止法が広く採用され、これらのなかでもエポキシ
樹脂は比較的優れた気密性を与え、かつ安価であること
から半導体封止用樹脂として汎用されている。

【０００３】しかしながら、ＩＣ、ＬＳＩの実装方法の
多様化により樹脂封止パッケージは小型化及び薄型化さ
れる傾向にあり、従来のエポキシ系樹脂を用いて小型化
及び薄型化されたパッケージを作製した場合、エポキシ
系樹脂の高温機械強度が低いため、基板実装後、半田の
なかにディップしたのちに封止樹脂にクラックが発生す
る。そこで耐熱性を上げることでクラックを防ごうとす
る試みが為されている。例えば、特開平１−３１９５２
８号公報には、ビスイミドフェノール化合物を硬化剤と
して用い、ガラス転移温度を上げる方法が検討されてい
る。しかしながら、この方法に用いられているビスイミ
ドフェノール化合物は高融点のため添加量を多くすると
成形時の流動性が著しく低下する。また、エポキシ樹脂
またはフェノールノボラック樹脂との相溶性が悪く、成
形時の硬化が均一に起こらないなど、作業性及び耐クラ
ック性の信頼性に問題を生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点を解決するために為されたもので、耐冷熱衝撃性、耐
熱性、作業性及び靭性に優れた新規な半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、多官能エポキ
シ化合物、無機質フィラー、硬化促進剤および下記の一
般式で示されるイミド環を有するジフェノール化合物１
０〜１００重量％を含む硬化剤成分からなることを特徴
とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物である。

【０００６】

【化２】

【０００７】本発明に用いられるイミド環を有するジフ
ェノール化合物は、２−（ｐ−ヒドロキシフェニル）−
２−（ｐ−アミノフェニル）プロパンと、一般式

【００
０８】

【化３】

【０００９】で示されるテトラカルボン酸二無水物を有
機極性溶媒中で縮合させることによって得られる。

【００１０】この方法において原料として使用されるテ
トラカルボン酸二無水物としては、例えば、エチレンテ
トラカルボン酸二無水物、シクロペンタンカルボン酸二
無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３
’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビ
ス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物
、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロ
パン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）
スルホン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニ
ル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェ
ニル）メタン二無水物などがあげられる。

【００１１】また、本発明で用いられる反応原料の２−
（ｐ−ヒドロキシフェニル）−２−（ｐ−アミノフェニ
ル）プロパンの使用量は、テトラカルボン酸二無水物に
対して２倍モル以上あればよく、好ましくは２〜３倍モ
ルで充分である。

【００１２】前記イミド環を有するジフェノール化合物
は、硬化剤の１０〜１００重量％用いなければならず、
さらに２０〜８０重量％の範囲であるのが好ましい。１
０重量％未満では耐熱性及び高温機械強度を向上させる
効果が小さくなり実用に適さない。

【００１３】本発明に用いられる硬化剤のうち、イミド
環を有するジフェノール化合物以外のものとしては、フ
ェノールノボラック樹脂があげられ、これはフェノール
、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、ビスフェノ
ールＡなどのフェノール系化合物とホルムアルデヒドま
たはパラホルムアルデヒドを酸性触媒化で縮合反応させ
ることにより得られたものであり、未反応モノマーは得
られたフェノールノボラック樹脂中０．５重量％以下で
あるのが好ましい。

【００１４】イミド環を有するジフェノール化合物の一
部又は全部を予めフェノールノボラック樹脂と溶融混合
しておいた方が分散性の点から好ましい。

【００１５】本発明に用いられる多官能エポキシ化合物
としては、ノボラック系エポキシ樹脂、ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹詣、指環式系エポキシ樹脂、３，３’，
５，５’−テトラメチルビフェノール型エポキシ樹脂な
ど種々のタイプのエポキシ樹脂があげられる。なお、こ
れらのエポキシ樹脂は単独で用いてもよく、また２種以
上を併用してもよい。

【００１６】さらにこれらの多官能エポキシ化合物とと
もに必要に応じて臭素化ノボラック系エポキシ樹脂、臭
素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などのエポキシ樹
脂を併用してもよい。この場合、これらのエポキシ樹脂
の使用量は多官能エポキシ樹脂１００重量部に対して５
０重量部以下であるのが好ましい。

【００１７】前記多官能エポキシ化合物と硬化剤の配台
割合は、エポキシ樹脂のエポキシ基当量あたり硬化剤の
水酸基当量が０．８〜１．２当量であるのが好ましい。 ０．８未満である場合、組成物のガラス転移温度が低く
なって、耐熱性や耐湿性が低下し、また１．２を越える
場合、硬化物中に未反応の水酸基が残るため耐湿性や耐
熱性が低下してしまう。

【００１８】本発明に用いられる無機質フィラーとして
は、例えば結晶性シリカ粉、熔融シリカ粉、アルミナ粉
、タルク、石英ガラス粉、炭酸カルシウム粉及びガラス
繊維などがあげられる。これらの無機質フィラーの添加
量は組成物中に５０〜８５重量％含有されるのが好まし
い。５０重量％未満では線膨張係数及び硬化収縮を低下
させる効果が小さくなり、また８５重量％を越えると流
動性が低下し、作業性が低下する傾向にあるので、５０
〜８５重量％の範囲で要求特性に応じて配合量を適宜選
択するのが好ましい。

【００１９】本発明に用いられる硬化促進剤としては、
例えばイミダゾール系化合物；２−メチルイミダゾール
、２−フェニルイミダゾール、２−エチル−４−メチル
イミダゾールなど、第３級アミン系化合物；トリブチル
アミン、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、
トリスジメチルアミノフェノール、１，８−ジアザビシ
クロ（５，４，０）ウンデセン−７など、有機ホスフィ
ン系化合物；トリフェニルホスフィン、トリブチルホス
フィン、トリ−４−メチルフェニルホスフィンなどがあ
げられる。これらを単独で用いても、あるいは２種以上
を併用することも可能である。硬化促進剤の添加量は、
上記化合物の種類によって異なるので一概に決定するこ
とはできず、本発明はかかる添加量によって限定される
ものではないが、通常多官能エポキシ樹脂１００重量部
に対して０．０２〜５重量部であるのが好ましい。

【００２０】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
には、必要に応じてカーボンブラックなどの着色剤、カ
ルナバワックス、ポリエチレンワックスなどの離型剤や
三酸化アンチモンなどの難燃剤、γ−グリシロキシプロ
ピルトリメトキシシランなどのカップリング剤、シリコ
ーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム成分を該組成物中の含
有量が１０％を越えない範囲で添加してもよい。

【００２１】また本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組
成物は、一般に使用されている公知の混合装置、例えば
ロール、ニーダ、擂潰機、ヘンシェルミキサーなどを用
いて容易に調整することができる。

【００２２】以下、実施例及び比較例を用いて本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定される
ものではない。

【００２３】

【実施例】イミド環を有するジフェノール類及び２−（
ｐ−ヒドロキシフェニル）−２−（ｐ−アミノフェニル
）−プロパンの製造方法については、それぞれ特開昭６
２−１４５０６３公報、特開昭５５−６４５５２公報に
開示されているような方法により合成することができる
が、ここでは以下に示す方法で合成を行った。

【００２４】（２−（ｐ−ヒドロキシフェニル）−２−
（ｐ−アミノフェニル）−プロパンの製造）窒素気流下
、３リットルの三口フラスコにビスフェノールＡ２９３
．６ｇと塩酸アニリン５００ｇを仕込み、２００℃で３
０分間攪拌を行った。その後、室温に冷却し水を加え溶
解させた。これを５０％水酸化ナトリウム水溶液で中和
し析出してきたものを濾過、メタノール洗浄後、エタノ
ール中で再結晶を行った。これを濾過、メタノール洗浄
後１５０℃で減圧乾燥を行い目的とする２−（ｐ−ヒド
ロキシフェニル）−２−（ｐ−アミノフェニル）−プロ
パンを得た。

【００２５】（イミド環含有ジフェノールの製造）窒素
気流下、５リットルの三口フラスコに２−（ｐ−ヒドロ
キシフェニル）−２−（ｐ−アミノフェニル）−プロパ
ン４０５．４ｇ、３，３’，４，４’−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物２５０ｇ及び１−メチル−２−ピ
ロリドン２リットルを仕込み、室温で３時間攪拌を行っ
た。その後、トルエン５００ｍｌを加え反応溶液を加熱
し、１７０℃で３時間攪拌を行いながら脱水を行った。 反応終了後、冷却して、水／メタノール＝１／１中に滴
下を行うとイミド環含有ジフェノールが析出してくる。 この結晶を濾別し、メタノールで洗浄後減圧乾燥して目
的物を得た。

【００２６】（実施例１、２　　比較例１、２）表１に
示す組成物を９０℃のロールで充分混練を行った後、冷
却、粉砕して封止用樹脂組成物を得た。次にこれを１７
５℃、２分間の条件でトランスファー成形し、１７５℃
、８時間の後硬化を行った後、物性評価を行った。各特
性値を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明の半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物は、熱時の機械強度、耐衝撃性に優れ、
またガラス転移温度も向上するため半田浴浸漬時の耐ク
ラック性及びその後の耐湿性にも優れることが明らかで
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　多官能エポキシ化合物、無機質フィラ
   ー、硬化促進剤および下記の一般式で示されるイミド環
   を有するジフェノール化合物１０〜１００重量％を含む
   硬化剤成分からなることを特徴とする半導体封止用エポ
   キシ樹脂組成物。 【化１】
2. 【請求項２】　　イミド環を有するジフェノール化合物
   の一部又は全部を予めフェノールノボラック樹脂と溶融
   混合した請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成
   物。