JPS59174613A - 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】 〔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、エボキシ樹脂の硬
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−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
間ができたシ、樹脂と充てん剤のなじみが悪かったシ、
また硬化物の機械的強度が劣っていたシ、耐湿性に欠け
るという欠点があった。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った。

〔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 ０）エポキシ樹脂の硬化剤 （Ｃ）一般式（１）で示される化合物 １ ）　Ｐ　−Ｒｓ　−８１Ｘｓ　　　　（Ｉ）２ （ただしＲ９，〜几、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、
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、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′
ら成る群よシ選ばれる１８！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、塩素碕芽ンの含有量
が１１０９ｐ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
ることが好咬しく、とシわｉ、エポキシＭｆｔ１７０〜
３００を有するノボラッ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分子中にフェノール性水酸基を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、フェノ
ールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などの
フェノール樹脂、ポリパラヒドロキシスチレンなどのフ
ェノール性水酸基を有する重合体などかあシ、後者は無
水マレイン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロンタル
酸、無水ナジック酸、無水トリメリット酸、無水ピロメ
リット酸、無水クロレンデイック酸などがある。

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〔Ｉ〕で示される化合物を
含むことにある。

Ｒ８ ＞　Ｐ　　Ｒｓ　、、　ａｉＸｓ　　　　（１）Ｉｔ。

（１，ただしＲ１−鳥は芳香族基、または脂肪族基、Ｘ
′はアルコキシル基または）・ロゲン原子を示す）具体
的に例示すると （Ｐｈ）ｚＰ　（ＣＨｚ）ｚ８１（ＯＣＨｓ）ｓ（Ｐｈ
）ｚ　Ｐ　（ＣＨｔ）ｔ　８　’　（ＯＣｔＨｓ）ｉ（
Ｐｈ）、Ｐ（ＣＨｔ）２　Ｓ’　ＣＬ。

（Ｐｈ）ｚ　Ｐ（ＣＬ）ｓ　Ｓｉ　（ＯＣｔＨｉ）ｍ（
Ｐｈ）、Ｐ◇−８ｉ　（ＱＣ晶）３ （Ｐｈ）２Ｐ　８ＣＨ２ＣＨ２−Ｓｉ　（ＯＣ２Ｈ，）
。

（ＣＨｓＣＨ２ＣＨｔ）ｔ　Ｐ　（ＣＨ２）２　Ｓ　ｉ
　（ＯＣＨｓ）３　　等である。

上記化合物は、エポキシ樹脂組成物の０．００１〜２０
重景％の範重量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、ガラス線維、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っても異なるが、エポキシ樹脂
に対し重ｌｔ比で］５倍〜５倍程度でよい。

本発明の特徴は、一般式（１）で示される化合物が、無
機質充てん剤表聞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ンブリンク剤の無機質充てん側表
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側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
を配合した後で行ってもよいが、前もって上記化合物を
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って、その特性をよシ一層改善
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ィ
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ィ
ン化合物としては、式〔■〕；Ｒ８ 鳥−Ｐ’　　　　（ｎ） 嘔 Ｒ８ においてＲ１−Ｒ８がすべて有機基である第３ホスフィ
ン化合物、Ｒｓのみ水素である第２ホスフィン化合物、
Ｒ，、Ｒ１がともに水素である第１ホスフィン化合物が
ある。具体的にはトリフェニルホスフィン、トリブチル
ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、メチルジ
フェニルホスフィン、ブチルフェニルホスフィン、ジフ
ェニルホスフィン。

フェニルホスフィン、オクチルホスフィンなどである。

またＲ、が崩機ホスフィンを含む有機基であ、　っても
よい。たとえば１．２−ビス（ジフェニルホスフィノ）
エタン、ビス（ジフェニルホスフィン）メタンなどであ
る。これらの中でもアリールホスフィン化合物が好まし
く、特にトリフェニルホスフィン、１，２−ビス（ジフ
ェニルホスフィノ）エタン、ビス（ジフェニルホスフィ
ノ）メタン々どが最も好ましい。′＝１：たこれらの有
機ホスフィン化合物は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、この有機ホスフィン化合物の
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
ば天然ワックス類９合成ワックス類、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ィン類など
の離型剤、塩素化パラフィン、フロムトルエン、ヘキサ
ブロムベンゼン、三酸化アンチモンなどの難燃剤、カー
ボンブラックなどの着色剤などを適宜添加配合しても差
しつかえなり０ 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って充分混合後、さら
に熱ロールによる溶融混合処理、またはニーダ−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
ファ成形法があるが、インジェクション成形、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
によっ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°Ｃ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って特
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。

従って本発明のエポキシ樹脂組成物によって高信頼性の
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、最大の発揮するのであるが、
半導体装置は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
フェニルホスフィノ）エチルトリエトキシシラ／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
を行った。

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ック型エポキシ
樹脂（エポキシ樹脂Ａ）、エポキシ当量２９０の臭素化
エポキシノボラック樹脂（エポキシ樹脂Ｂ）１分子量８
００のフェノールノボラック樹脂硬化剤、無水テトラヒ
ドロフタル酸、２−（ジフェニルホスフィノ）エチルト
リエトキシシラン。

合成例１によって得た充てん剤（充てん剤Ａ）。

トリフェニルホスフィン、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、カルナバワックス、
カーボンブラック、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
混線を行うことによって、比較例を含め１０種のトラン
スファ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ァ成形
するととによＪ）　、ＭＯＳ　ｍ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
７タキエアすることによシ行った。上記樹脂封止型半導
体装置去１００個について次の試験を行った。

（１１１２０℃、２気圧の水蒸気中でＩＯＶ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。

以下余白 表−１ 表−２ 黄比較例３は硬化が遅くてトランスファ成形できなかり
たので耐湿試験を行なわなかった。

９９−

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ＣＩ）でかされる化合物 】（１ ＞ｐ　　’Ｒ１ｓ　　５ｓＸｓ　　　　Ｃ１）２ （ｆＣ，だしＲ１−馬は芳香族基まだは脂肪族基。 Ｘはアルコキシル基または）・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
   粉末である特許請求の範囲第１項記載のエポキシ樹脂組
   成物。 （３ンエボキシ樹脂の硬化剤が、−分子中に少くとも２
   個のフェノール性水酸基を有する化合物である特許請求
   の範囲第１項記載のエポキシ樹脂組成物。 ■エポキシ樹脂が、エポキシ当量１７０〜３００のノボ
   ラック型エポキシ樹脂であ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ィン化合物
   である特許請求の範囲第５項記載のエポキシ樹脂組成物
   。 （７）無機質充てん剤が一般式〔Ｉ〕で示される化合）
   　　　　物によっ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項記載のエポキシ樹
   脂組成物。