JPS5867051A - 半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物

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JPS5867051A
JPS5867051A JP56166033A JP16603381A JPS5867051A JP S5867051 A JPS5867051 A JP S5867051A JP 56166033 A JP56166033 A JP 56166033A JP 16603381 A JP16603381 A JP 16603381A JP S5867051 A JPS5867051 A JP S5867051A
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JP
Japan
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epoxy resin
parts
resin composition
epoxy
group
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JP56166033A
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Kimihide Fujita
藤田 公英
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293Organic, e.g. plastic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

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】 エポキシ樹脂は、電気特性、接着性、耐湿特性に優れ、
しかも硬化時の収縮が小さいという特長があり電気、電
子機器の絶縁封止用として幅広く使用されている。
エポキシ樹脂を硬化する際の硬化剤は大別して(1)ポ
リアミン類、(2)ポリアミド類、(3)有機二塩基酸
無水物、(4)フェノール類及び(5)三フッ化ホウ素
アミン錯体があり、この中で有機二塩基酸無水物又はフ
ェノール類を硬化剤として選択する場合には第三級アミ
ン類、イミダゾール類などを必要に応じて硬化促進剤と
して併用している。エポキシ樹脂は使用する促進剤によ
シ硬化物の特性が著しく変化する場合艇ある。
半導体素子、特にダイオード、サイリスタ及びこれらの
集積部品は封止する樹脂の種類、含有する成分により、
そめ特性示著しく変化する。
この傾向は逆特性への影響が特に顕著であり。
静特性はもちろん逆バイアス連続印加寿命を低下せしめ
部品の信頼性を損なう場合が多い。従来から封止樹脂や
ジャンクションのコーティング剤に含有される塩素イオ
ンやナトリウム、カリウムなどのアルカリイオンが上記
特性を低下させることが知られておシ、これらの含有量
の厳格な管理が素子メーカーで行なわれている。
マタジャンクションのコーティング剤と封止樹脂してい
Σが、その場内については不明である。
半導体封止用樹脂としてエポキシ樹脂がトランスファ成
製、注戯などの手法で広く使用されている。
本発明はエポキシ樹脂に9%に有機二塩基酸無水物を硬
化剤として選択する際に使用する硬化促進剤の種類によ
って、前記逆特性が向上することを見い出してなされ九
ものである。すなわち1本発明は (1)分子内に少なくとも1個のエポキシ基を有するエ
ポキシ樹脂 (2)有機二塩基酸無水物 (3)(Jl))リフェニルホスファイト、(b)一般
式(1)で表わされる芳香族第三級アミン類及び/又は
(C)一般式(1)で表わされる脂肪族第三級アミン類
を含有してなる半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物に
関する。
一般式(i) 一般式(If) R1−N (CHs)! (CH3)2NRl−N−Rs−N (CHI)2本発
明になるエポキシ樹脂組成物は、半導体素子封止用に用
いられ、半導体素子、特にダイオード、サイリスタの逆
特性、逆バイアス印加劣化特性を向上させるものである
本発明において半導体素子材料との接着性。
耐ヒートサイクル性、耐湿性、封止樹脂硬化物の熱安定
性を向上させる九めに、無機質充てん剤を添加し硬化物
のガラス転移温度以下の線膨張係数を1.8〜3、OX
 10−’ in/in ℃の範囲とすることがよシ好
ましい。
本発明に使用する分子内に少なくとも1個のエポキシ基
を有するエポキシ樹脂としては、ビスフェノールAとエ
ピクロルヒドリンから誘導されるジグリシジルエーテル
及びその誘導体などの通称ビスフェノール製エポキシ樹
脂、多価アルコールとエピクロルヒドリンから誘導され
るグリシジルエーテル、多塩基酸とエピクロルヒドリン
から誘導されるグリシジルエステル及びその誘導体、水
添ビスフェノールAとエピ−クロルヒドリンから誘導さ
れるジグリシジルエーテル及びその誘導体、3.4−エ
ポキシ−6−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、
ジシクロペンタジェンオキサイド、ビニルシクロヘキセ
ンオキサイド、ビス(a3−エポキシシクロペンチル)
エーテル、3.4−エポキシシクロヘキシルメチル(&
4−エポキシシクロヘキサン)カルボキシレート、ビス
(3,4−エボキシー6−メチルシクロヘキシルメチル
)アジペート。
リモネンジオキサイド等の脂環式エポキシ及びこれらの
誘導体、イソブチレンから誘導されるメチル置換型エポ
キシなどが用いられ、その種類に特に制限はない。樹脂
硬化物のガラス転移温度が高く、封止された半導体素子
の耐熱性が向上するために、脂環式エポキシ樹脂を用い
ることが好ましい。
本発明に使用される有機二塩基酸無水物としては、無水
フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルへキサヒ
ドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチル
テトラヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、メチル無
水ナジック酸、ドデセニル無水コノ・り酸、無水マレイ
ン酸、無水りロレンデイツク酸及びこれらの誘導体など
が用いられ、その配合量は耐熱性、硬度の経時変什、耐
湿性の点から上記のエポキシ樹脂1モルに対し0.7〜
1.3モルが好ましい。
本発明に使用される硬化促進剤としては、トリフェニル
ホスファイトが用いられ、また−ト配としては、2.4
6−)リス(ジメチルアミンメチル)フェノール、2,
4.6−トリス(ジメチルアミノエチル)フェノール、
2.4.6−ト+)ス(ジメチルアミノメチル)ベンゼ
ン及びその誘導体などがある。上記の一般式(If)で
表わされる脂肪族第三級アミン類としてはN、N、N−
トリス(3−ジメチルアミノエチル)アミン、N、N、
N−トリス(3−ジメチルアミノエチル)アミンなどが
ある。硬化促進剤は、必要に応じて二種以上が併用され
、その添加量は可使時間及び硬化性のバランスから有機
二塩基酸無水物に対し、0.5〜6重量%添加すること
が好ましい。
本発明になるエポキシ樹脂組成物には9着色剤、カップ
リング剤、離燃剤等を必要に応じて加えてもよい。
本発明においては、半導体素子との接着性。
耐ヒートサイクル性、耐湿性、封止樹脂硬化物の熱安定
性の向上から、無機質充てん剤を添加し線膨張係数を小
さくすることが好ましく、充てん剤としてシリカ系、ア
ルミナ系、けい酸ジルコニウム系充てん剤などが用いら
れる。無機質充てん剤を分子内に少なくとも1個のエポ
キシ基を有するエポキシ樹脂及び有機二塩基酸無水物に
対し50〜80重量%の範囲で用いれば。
樹脂硬化物の線膨張係数が1.8X10 〜3.0XI
O−’in/in’lcの範囲となシ好ましい。
本発明を実施例及び比較例によって説明する。
実施例及び比較例において部とあるのは重量部である。
同、実施例及び比較例における試料の作成方法と特性の
評価方法を以下に示す。
(1)  樹脂組成物の作成方法 実施例及び比較例で得た樹脂組成物をビーカー中で10
00〜1300rpmのステンレス羽根のついたラボス
ターラーで5分間混合後1〜3mmHgの減圧下で15
分間脱気した。
(2)試料の作成方法 第1図(a)(b)に示すように、定格電圧1500V
の定電圧ダイオード1を120℃で2時間熱処理後エポ
キシ製のケース2中に入れ(1)テ作成した樹脂組成物
3を流し込んだ後に再度1〜3 mml匂の減圧下で脱
気し、乾燥器内で120℃で2時間ついで150℃で7
時間硬化して試料とした。試料は1つの樹脂について各
々5個作成した。3は封止樹脂を示し数字の単位は■で
ある。
(3)逆バイアス連続印加劣化特性 試料の有意差を確認す名ために次のような試験法で評価
した。すなわち試料を第2図に示した評価回路によシピ
ーク電圧1500Vを逆方向に印加した。人は恒温槽(
100℃)続し逆電流が50μAに達する時間を逆バイ
アス連続印加劣化寿命とした。
(4)耐湿性の評価 作成し九試料を水やはいったオートクレーブ内に水と直
接触れないように設置し、2.2気圧で加圧加熱し12
0℃の水蒸気に24時間浸漬後試料をとシ出し23℃に
24時開放置した。その後ピーク電圧1500Vを逆方
向に印加し逆電流を測定し、その値が50μAKi!し
たものを不合格とし、不合格伽数/試験個数で示した。
(5)線膨張係数 樹脂をφ60園高さ10■のブリキ製シャーレ内に2〜
3−高さに性態し120℃で2時゛関、その後150℃
で7時間硬化した。その後シャーレよシ剥がし5×5簡
の大龜さに切シ出し#膨張係数測定用試料とし次。熱物
理試験器(Perkin E1mer製TM8−1 >
を用いて感度5×10 インチ、昇温速度5℃/分で行
ない、ガラス転移温度以下の線膨張係数を求めた。
実施例1 分子量290〜320.エポキシ当量145〜160の
エポキシ樹脂(シミフグイン540:@和電工社商品名
)100部、メチルテトラヒドロ無水フタル酸110部
、2,4.6−1リス(ジメチル7 iノエチル)フェ
ノール3部、熔融シリカ(8i(h) 400部で樹脂
組成物を構成した。
実施例2 分子量270〜280.二示キシ当量130〜140の
脂環式二重キシ樹脂(ERL4221:ユニオンカーバ
イド社商品名)100部、メチルテトラヒドロ無水フタ
ル酸110部、トリフェニルホスファイト5部、熔融シ
リカ450部で樹脂組成物を構成した。
実施例3 分子量270〜280.エポキシ当量130〜140の
脂環式エポキシ樹脂(ERL4221 :ユニオンカー
バイド社商品名)100部、メチルへキサヒドロ無水フ
タル酸120部、 N、N、N −)リス(ジメチルア
ミノプロピル)アミン2部、熔融シリカ450部で樹脂
組成物を構成した。
実施例4 分子fi270〜280.エポキシ当量130〜140
の脂環式エポキシ樹脂(ERL4221 :ユニオンカ
ーバイド社商品名)80部9分子量360〜400.エ
ポキシ当量180〜200のエビ−ビス屋エポキシ樹脂
(エピコート828ニジエル化学社商品名)20部、ヘ
キサヒドロ無水フタル酸i o o部、λ4.6− )
リス(ジメチルアミノメチル) 7 x )−ル4部で
熔融シリカ400部で樹脂組成物を構成した。
比較例1 分子量290〜320.エポキシ当量145〜160の
脂環式エポキシ樹脂(ショクダイン540:昭和電工社
曲品名)100部、メチルテトラヒドロ無水7タル酸1
10部、2−エチル4−メチルイミダゾール3部、熔融
シリカ400部で樹脂組成物を構成した。
比較例2 分子量290〜320.エポキシ当量145〜160の
脂環式エポキシ樹脂(ショウダイン540:昭和電工社
商品名)100部、メチルテトラヒドロ無水フタル酸1
10部、ジメチルベンジルアミン3部、熔融シリカ40
0部で樹脂組成物を構成した。
比較例3 分子量270〜280.エポキシ当量130〜140の
脂環式エポキシ樹脂(BRL4221:ユニオンカーバ
イド社商品名)100部、メチルテトラヒト胃無水フタ
ル酸110部、l−シアノエチル2−エチル4−メチル
イミダゾール3部、熔融シリカ450部で樹脂組成物を
構成した。
比較例4 分子量270〜280.エポキシ当量130〜140の
脂環式エポキシ樹脂(ERL4221 :ユニオンカー
バイド社商品名)100部、メチルへキサヒドロ無水フ
タル酸120部、オクチル酸錫3部、熔融シリカ450
部で樹脂組成物を構成した。
比較例5 分子量270〜280.エポキシ当量130〜140の
脂環式エポキシ樹脂(ERL4221 :ユニオンカー
バイド社商品名)100部、メチルテトラヒドロ無水フ
タル酸110IIS、)ジエチ部子熔融3部、熔融シリ
カ450部で樹脂組成物を構成しえ。
比較例6 分子量290〜320.エポキシ当量145〜160の
エポキシ樹脂(ショウダイン540:昭和電工社商品名
)100部、メチルテトラヒドロ無水フタル酸110部
、2.46−)リス(ジメチルアミノメチルフェノール
)3部、熔融シリカ200部で樹脂組成物を構成し九。
上記の樹脂組成物を用いて、上記(2)によシ試料を作
成し、各特性を測定した。その結果を表1に示す。
本発明になるエポキシ樹脂組成物はダイオードの逆特性
を著しく向上させ、素子の信頼性を高め。
これらの素子及び集積部品の性能、高寿命性に寄与でき
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(al 、(b)は1本発明の実施例及び比較例
で行なった特性試験に用いた試料の略図および第2図は
1本発明の実施例及び比較例で行なった逆バイアス連続
印加劣化特性試験に用い九評価回路図である。 符号の説明 1・・・ダイオード   2・・・ケース3・・・樹脂
組成物 蒐 1 霞

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、+1>  分子内に少なくとも1個のエポキシ基を
    有するエポキシ樹脂 (2)有機二塩基酸無水物 (3)  (a) ) IJフェニルホスファイト、 
    1b)一般式(I)で表わされる芳香族第三級アミン類
    及び/又Fi、(C)一般式(If)で表わされる脂肪
    族第三級ア゛ミン類を含有してなる半導体素子封止用エ
    ポキシ樹脂組成物。 一般式(1) 一般式(組 R諺−N (CHs h (CH山NRt−N−石−N (CHs )x2 無機
    質充てん剤を分子内に少なくとも1個のエポキシ基を有
    するエポキシ樹脂及び有機二塩基酸無水物に対し、50
    〜80重量%含有してなる特許請求の範囲第1項記載の
    半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物。 1 分子内に少なくとも1個のエポキシ基を有するエポ
    キシ樹脂が脂環式エポキシ樹脂である特許請求の範囲第
    1項又は第2項記載の半導体素子封止用エポキシ樹脂組
    成物。
JP56166033A 1981-10-16 1981-10-16 半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物 Pending JPS5867051A (ja)

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