JPS59126430A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

半導体封止用エポキシ樹脂組成物

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JPS59126430A
JPS59126430A JP42583A JP42583A JPS59126430A JP S59126430 A JPS59126430 A JP S59126430A JP 42583 A JP42583 A JP 42583A JP 42583 A JP42583 A JP 42583A JP S59126430 A JPS59126430 A JP S59126430A
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epoxy resin
resin
salts
epoxy
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Masatoshi Ichi
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Masayuki Kobayashi
正之 小林
Shinichiro Asai
新一郎 浅井
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Denka Co Ltd
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Denki Kagaku Kogyo KK
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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】 本発明は、アルミニウムなどの金属−極等馨有する半導
体封止用に適したエポキシ樹脂組成物に関するものであ
る。
近年、トランジスタ素子や集積回路素子などの半導体素
子は、エポキシ樹脂などの熱硬化性虜脂系組成吻を用い
て封止することが広く採用されている。これは、従来の
金属やセラミックス材料2用いるハーメチック方式に比
べ、封止操作が簡単で、さらに、経所性があるなどの利
点があるためである。しかしその反面、樹脂封止方式は
、ノ・−メチツク方式に比べ、1扁温高湿時に信禎性が
劣るという欠点がある。
すなわち、高温編湿時に信頼A生が劣る理由としては次
の様に考えられろ。エポキシ樹脂成形体は、それ目体に
透水性があるため、成形体中に浸入した水分は、樹脂封
止した半導体素子の表面まで透過し、アルミニウムなど
の金属蹴極等ン腐貴、劣化させる。牙1こ、その際水分
は、エポキシ樹脂成形体中に言まれるNa+やC1−な
どの腐食性のイオン性不純物ン浴屏し、半導体素子の表
面まで運び、金属の1溪食?促進させる。このイオン性
不純物は、エポキシ樹脂などの製造中に生成または混入
するものであるが、これら乞完全に除くことは工程上難
しい。これらの腐食性のイオン性不純物の他に、エポキ
シ樹脂には、〃口水分解性+fg素が、イオン性不純物
の塩素の10〜1000倍程度存在している。これらは
水分の浸入だけでは容易(ζ脱離しないが、熱や触媒の
作用でイオン化して溶出するので、アルミニウム電極等
のM;賞の一因となっている。
この様に、エポキシ樹脂封止方式には、耐湿性耐食性に
問題があるので、現在までに樹脂封止の信頼性ケ上げる
ために、様々な試みがなされてきた。例えば、不純物の
少ない、樹脂組成物の材料馨選択するとか(特開昭56
−26926号)、成形体の耐湿、耐食性ン向上させる
ような硬化促進剤を検討′fゐとか(特開昭56−15
8461号)、樹脂組成物[屑食抑制剤乞加える(特開
昭56−72045号、特開昭56−72046号、f
[昭56−104926号)などが挙げられるが、顕著
な効果は認められていない。
不発明者らは様々な検討ケ加えた結果、2−メルカプト
チアゾール類、並びに2−メルカプトチア・戸−ル類の
金属塩、4級アンモニウム塩および4級ホスホニウム塩
のうちから8ばれた1種又は2種以上ぞエポキシ樹脂系
組成物に添加し、この組成物乞用いて、アルミニウム電
極等乞有する半導体を封止すること[、l:す、従来の
発明に比べ、アルミニウム電極等の腐食に著しい抑制効
果ぞ示すことがわかつ几。すなわちエポキシ樹脂組成物
に2−メルカプトチアゾール類並びにその塩等馨添加す
ると、高温、高圧水蒸気中での耐湿試験に8いても、ア
ルミニウム゛電極の腐食による断線などの不良発生が従
来の発明よりも大幅、に低域および抑制され、長時間に
区って所要の性能を維持、発揮させることができる。こ
の効果は、これらの2−メルカプトチアゾール類並びに
その塩等が、アルミニウム電極等の、封止されている半
導体の一部になす金属に作用して、表面を不動態化し、
水分や腐食性のイオン性不純物による腐食作用を防止又
は低減する定めと考えられる。
本発明は、上記知見に基づいて、エポキシ樹脂、硬化剤
および無機光てん剤ケ主成分とする組成物に、2−メル
カプトチアゾール類、並び[2−メルカプトチア・バー
ル類の金属塩、4級アンモニウム塩2よび4級ホスホニ
ウム塩のうちから選ばれた1種または2種以上を添加す
ることによって、高度な耐湿性と耐食性を有することン
特徴とする、アルミニウムなどの金属電極等2有する半
導体の封止用エポキシ樹脂組成物乞提供するものである
本発明に用いるエポキシ樹脂は、その分子中Vこエポキ
シ結合ぞ少なくとも2個以上有するものであれば、分子
構造、分子量などに特に制限はない。
例エバビスフェノールA 、5エポキシ樹脂、フェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型
エポキシ樹脂などが挙げられるが、その際、不純物や加
水分解性塩素の少ないものが望ましい。
次に硬化剤としては、例えばフェノール/fラック樹脂
やクレゾールノゼラック樹脂などのフェノール系硬化剤
、アミン系硬化剤、あるいは酸無水物硬化剤などが挙げ
られる。これらの使用量については特に制限はないが、
エポキシ基と硬化剤の化学量論量2加えることが必要で
ある。
勲機充てん剤としては、例えば結晶質シリカ、溶融シリ
カ、ケイ酸カルシウム、アルミナ、炭酸カルシウム、メ
ルク、硫酸バリウムなどの粉体か、あるいはガラス繊維
などが挙げられるが、通常は、結晶′6シリカか溶融シ
リカが用いられる。これらの無機光てん剤の全体に対す
る配合比は、選択する上記の樹脂分によっても違うが、
一般に樹脂分100重量部に対して150〜450重量
部程度でよい。150 屯を部未満では熱膨張率、成形
収縮率が犬となり、しかも熱伝縛率も低く、450亜量
部ン超えると流動性低下、金型摩耗等が大きくなる欠点
がある。
次に本発明においてエポキシ樹脂組成物に添加する2−
メルカプトチアゾール類、並びに2−ノルカフ0トチア
・t−ル類の金属塩、4級アンモニウム塩および4級ホ
スホニウム塩の一般式は、次の(1)、[111、tl
illなどで表わされる。
一般式(1) 一般式(11 一般式憔) ここで、R1、R2は、水素または炭素a1〜20り有
機基を示し、エチルやブチルなどのアルキル基ヤフェニ
ル、クレゾールなどのアリール基、さらにこれらの基の
誘導体などが挙けられる。又ここでRLとR2ば、同じ
ものである必要はない。
R3は、炭素数2〜20の211ffiの有機基を示し
、プロピレン、ヘキサメチレン、エチルテトラメチレン
などのアルキレン基や、プロペニレン、2−ブテニレン
などのこれらの基の誘導体などが挙げられる。
岬は、水素または、ナトリウム、カリウム、カルシウム
、マグネシウム、亜鉛、スズ、鉛、ベリリウム、ビスマ
ス、マンガン、ニッケル、鉄、鋼、アルミニウム、モリ
ブデンなどの金嘱カチオ7、ITこハフチルアンモニウ
ム、シクロヘキシルアンモニウム、テトラブチルアンモ
ニウム、ペンシルトリエチルアンモニウムおよびアルミ
ニウムなどの4級アンモニウムおよびその誘導体さらに
テトラブチルホスホニウム、テトラフェニルホスホニウ
ム、トリフェニルプロピルホスホニウム、などの4級ホ
スホニウム@およびそり誘導体が挙げられる。
例えば、2−メルカプトチアゾール、2−メルカプト−
4−エチル−57°ロビルチア・t−ル、2−メルカプ
)−4,5−シブチルチアゾール、2−メルカプト−4
−フェニル−5−アリルチア・戸−ル、2−メルカプト
−4−ダメニル−5−メチルチア・戸−ル、2−メルカ
プト−4−シクロへキシルチアゾール、2−メルカプ)
−4,5−ヘキサメチレンチアゾール、2−メルカプ)
−4,5−(2プチニレン)チア・戸−ル、2−メルカ
プト−4,5−(3−エチルテトラメチレンンチアデー
ル、2−メルカプト−4,5−プロペニレンチア・戸−
ル、2−メルカプトチア・戸チアゾール、2−メルカデ
ト−4−メチル−ベンゾチア・戸−ル、2−メルカプト
−7−ペンチルベン)戸チアゾール、2−メルカプト−
4−fロビルー7−t−ブチルチアゾール、2−メルカ
プ)−5,6−シブチルチアゾールおよび、これらのナ
トリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム
塩、也鉛塩、スス塩、鉛塩、ベリリウム塩、ビスマス塩
、マンガン塩、ニッケル塩、鉄塩、銅塩、アルミニウム
塩、モリブデン塩、プロピルアンモニウム塩、シクロヘ
キシルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、
ペンシルトリエチルアンモニウム塩、アルミニウム塩、
テトラゾチルホスホニウム塩、テトラフェニルホスホニ
ウム塩、トリフェニルプロピルホスホニウム塩、などが
挙げられ、好ましくは、2−メルカプトチア・t−ルお
よびそのナトリウム塩又はマグネシウム塩、2−メルカ
プト−4−エチル−5−プロピルチア1t−ルおよびそ
のナトリウム塩又はスズ塩、2−メルカプト−4゜5ジ
ブチルチアゾールおよびその唾鉛塩又はプロピルアンモ
ニウム塩、2−メルカプト−4,5−テトラメチレンチ
アゾール−jI5よびその鉛塩又はマグネシウム塩、2
−メルカプトベンゾチアゾールおよびそのナトリウム塩
、マグネシウム塩又はシクロヘキシルアンモニウム塩、
2−メルカプト−4−メチルベン・戸チア・戸−ル?よ
びそのナトリウム」盆又はトリフェニルプロピルホスホ
ニウム塩などが挙げられる。
本発明の2−メルカプトチアゾ−ル類、並び[2−メル
カプトチア・j−ル頑の金属塩、4+1&アンモニウム
塩および4級ホスホニウム塩は、14屯又は2棟以上を
用いてもよい。その添加配合性は、エポキシ樹脂10C
1屯量部に対して0.01〜20重ξを部、好ましくは
0.05〜10市量部、さらに好ましくは0.1〜5屯
縫部である。冷力目量が0.01東酸部未満では、耐湿
耐食性の効果が認められず、ヱた20→は部を超えると
成形性に悪影響を与え、さらに金屑表面の不働態化に余
分なフリーのイオン濃度の増加によるリーク電流の増加
原因となる。
次に、その他必要に応じて加えられる任意成分としては
、例えば、イミダゾール類などの硬化促進剤、臭素化エ
ポキシ樹脂や三酸化アンチモンなどの蝿燃化列、カーボ
ンブラックなどの顔料、シランカップリング剤などの界
面補強剤、モンタナワックスやカルナバワックスなどの
離型クリ、シリコーン化合物などの町とう性付与剤が挙
げられる。
本発明に係るエポキシ樹脂組成物の#造は、所定の組成
比の原料乞ミキサーなどによって充分混合後、さらに熱
ロールやニーダ−などによる溶融混合処理を加えること
によって容易に行なえる。
以下本発明馨実施例により詳細[説明する。
4実施例1〜18 エポキシ当−t230のクレゾールノゼラツク樹)j行
170屯量部、臭素化エポキシ樹脂30市量部、フェノ
ールノヴラツク樹脂100重量部、2−ウンヂシルイミ
グゾール10重量部、カルナバワックス5重−酸部、シ
ランカップリング斉り(γ−グリシドキシゾロビルトリ
メトキシシラン) 6 ’if t Hζカーボンブラ
ンク2重量部、三酸化アンチモン20屯量部、結晶質シ
リカ700重酸部からなる組成物に2−メルカグトチア
・l−ル類?よびその塩のうちから第1表に示す割合で
それぞれ加えた後、ミキサーで混合し、そして粉砕後、
冷却して18種類の成形材料を製造した。
この様に用意した各樹脂組成物を用い、トランスファー
成形法で、対向するアルミニウム線の電極2有する素子
ン封止した。そして、この−1jI屯サンプルについて
、温度125℃、2.5気圧の水蒸気加圧下で、電極間
に直流20Vのバイアス電圧馨かけ、時間の経過による
アルミニウム線のオーブン不良率ン谷サンプルについて
比較することにより、耐湿性と耐食性ビ評画した。この
際、オーブン不良率は、被評価III!i!故60個中
の不良個数から求め定。−1:た、電極間に電圧ンかけ
ない吠態で、125℃、2.5気圧の水蒸気中でのオー
ブン不良率の経時変化も同様に調べた。
髭比較例1〜6

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エポキシ樹脂、硬化剤および無機光てん剤ン生成分とす
    る組成物に、2−メルカゾトチア・戸−ル頑、並びに2
    −メルカプトチアゾール類の金属塩、4級アンモニウム
    塩および4級ホスホニウム塩のうちから選ばれた1、罰
    又は2種以上ン添ガ目してなること乞特徴とするエポキ
    シ樹脂組成物。
JP42583A 1983-01-07 1983-01-07 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Granted JPS59126430A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62260344A (ja) * 1986-05-07 1987-11-12 Toshiba Chem Corp 樹脂封止型半導体装置
US5310826A (en) * 1989-04-26 1994-05-10 Akzo N.V. Thiolic compound polymerization cocatalysts
JP2002275246A (ja) * 2001-03-21 2002-09-25 Toray Ind Inc エポキシ系樹脂組成物および半導体装置

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JPS565246A (en) * 1979-06-20 1981-01-20 Arman Spa Burglarproof device

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