JPS5958024A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体封止用エポギシ樹脂組成物の製造方法
に関し、更に詳しくは、侵れた耐湿性、耐腐食性及び可
撓性を有する硬化物を得ることが可能な半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物の製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

半導体素子を樹脂を用いて封止する場合には、一般に、
樹脂を半導体に直接封止することが行なわれている。そ
のため、半導体素子と樹脂との温度変化に伴う線膨張率
の差が大きい場合や大きな熱応力がかかった場合には、
素子ベレットが割れを生じたり、半導体素子のボンディ
ング線が切断されるという問題点を有している。

−力、近年において、半得体累子が大型化され、９つあ
ることに伴い、半導体素子に対する封止用樹脂の応力を
小さくすることが望壕れている。

このよう７ｙ求を満足するだめの方法として、例えば、
可撓性付与剤を配合する方法が知られている。しかしな
がら、従来知られている可撓性付与剤を配合した場合に
は、可撓性は改良されるものの、−力においてガラス転
移点（Ｔｇ）が急激に低下すると同時に高温′山、気持
性も低下し、耐湿性に与える影譬が大きいという問題点
を有している。

又、低弾性率及び高ガラス転移点を有するシリコーン樹
脂を配合する方法が知られているが、シリコーン樹脂は
金属との接着性が劣り、透湿性が太きいために、耐湿性
の面で信頼性に欠けるという問題点を崩している。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した問題点を解消し、優れた耐湿
性、耐腐食性及び可撓性を有する硬化物を得ることが可
能な半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法に関す
る。

〔発明の概要〕

本発明の半纏体制土用エポキシ樹脂組成物の製造方法は
、 ａ）ノビラック型エポキシ樹脂、 ｂ）フェノールノンｊンラック樹脂、 Ｃ）硬化促進剤、 ｄ）無機質充填剤及び ｅ）両末端にカル？キシル基を廂する、Ｊ’！リプタツ
エン又はポリブタジェン−アクリロニトリルゴムと、ビ
スフェノール型エポキシ樹脂を、触媒の存在下に反応さ
せて得られるゴム変性エポキシ樹脂を混合することを特
徴とするものである。

１以下において、本発明の製造方法を更に詳しく説明す
る。

本発明の製造方法は、前記ａ）〜ｅ）の各成分を混合す
るに際し、ｅ）成分のゴム変性エフ１？キシ樹脂として
両末端にカルボキシル基を有するポリブタノエン又はポ
リブタジェン−アクリロニトリルゴムとビスフェノール
型エポキシ樹脂を、′触媒の存在下に反応させて製造さ
れるものをｉＱ、・用することを特徴とする。とのｅ）
成分のゴム変性エポキシ樹脂は、両末端にカル？キシル
基を崩す己、ポリゲタツエン又はポリブタソエンーアク
リロニトリルコゝムと、ビスフェノール型エポキシ樹脂
をｒｖ「定ｉｔ混合し、触媒の存在下、例えば、窒素雰
囲気中において、１３０〜１５０℃の温度で１〜１０時
間程度反応せしめることにより製造することが可能であ
る。

上記反応において便用される触媒としては、例、ｔＪｆ
、）ＩＪフェニルホスフィン；ジルコニウム又はアルミ
ニウムのアルコラード又はキレート化合物がＭげられる
。ジルコニウム又はアルミニウムのアルコラード化合物
は、アルコキシ基が結合もしくは配位したものであり、
これらの具体例としては、例えば、ノルコニウムテトラ
メトキシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニ
ウムテトラプロポキシド、ノルコニウムテトラインゾロ
ポキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ジルコニウ
ムテトラペンチルオキシド、ゾルコニウムへキシルオキ
シド等のゾルコニウムアルコラード化合物並びにアルミ
ニウムトリメトキシド、アルミニウムトリエトキシド、
アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリイソプ
ロポキシド、アルミニウムトリブトキシド、アルミニウ
ムトリベンチルオキシド、アルミニウムトリヘキシルオ
キシド等のアルミニウムアルコラード化合物が挙げられ
る。又、ジルコニウム又はアルミニウムのキレート化合
物は、配位子として、例えば、アセチルアセトン、エチ
ルアセトアセテート、エチルラクテート、クエチルマロ
ネート、サリチルアルデヒド等か配位したものであり、
これらの具体例としては、例えば、テトラキス（アセチ
ルアセトナト）ジルコニウム、モノブトキシビス（アセ
チルアセトナト）ジルコニウム、ノブトキシビス（アセ
チルアセトナト）ジルコニウム、トリブトギシアセチル
アセトナトノルコニウム、テトラキス（エチルアセトア
セテト）ノルコニウム、テトラキス（エチルラクタト）
ジルコニウム、ビス（アセチルアセトナト）ビス（エチ
ルアセチルアセトナト）ノルコニウム、ビス（アセチル
アセトナト）ビス（エチルラクタト）ゾルコニウム等の
ジルコニラムギレート化合物並びにトリ（アセチルアセ
トナト）アルミニウム、モノブトキシビス（アセチルア
セトナト）アルミニウム、ノブトキシ（アセチルアセト
ナト）アルミニラＪ１　トリ（エチルアセチルアセタト
）アルミニウム、トリ（エチルラクタト）アルミニウム
等のアルミニウムキレート化合物が挙げられる。本発明
においては、上記した触媒群より選ばれた１柚もしくは
２種以上のものが使用される。ｅ）成分の製造時に使用
される触媒添加量は、ビスフェノール型エポキシ樹脂１
００］ｉｊ１部に対して、トリフェニルホスフィンを使
用する場合には０．０５〜０．５ｍｎ部であることが好
ましく、ノルコニウム又はアルミニウムのアルコラード
又はキレート化合物を使用する場合には０．０１〜０．
５重電部であることが好ましい。触媒添加量が上記範囲
より少なくなると反応時間を長くしなければならず、−
力、上記範囲を超えると除加量に比例した触媒効果の増
加がみられない。

上記反応において使用されるカルぜキシル基を有するポ
リブタジェンとしては、例えば、Ｐ１３−Ｃ−１０００
、Ｐ　Ｂ　−Ｃ−２０００（以上、日本曹達＠製）、ｆ
（ｙｅａｒ　ＣＴＢ　−２０００Ｘ６２　（宇部Ｉ！産
＠１％　）目？ギシル基を有するポリブタノエン−アク
ロニトリルゴムとしては、例えば、Ｈｙｃａｒ　ＣＴＢ
Ｎ−１３００Ｘ８、Ｈｙｃａｒ　ＣＴＢＮ　−１３００
Ｘ１５　（宇部興産■製）等の市販品がかげられる。

一方、ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えは
、エピコート８２７、同８２８、同８３４、同８３６、
同１００１、同１００４、同１００７　（以上、シェル
化学社製）、アラルダイ）ＣＹ−２５２、同２５０、同
２６０、同２８０、同６０７１、同６０８４、同６０９
７（以上、ナパがイギー社製）、ＤＥＲ−３３０、同３
３１、同３３７、同６６１、同６６４（以上、ダウケミ
カル社製）、エビクロン８００、同１０１０　％同１０
００、同３０１０（以上、大日本インキ化学工業■製）
、並びにアデカレノンＥｐ−４０８０、同４０００　（
以上、加電化工業■製）等のｒｌｉ　Ｉｌｉのビスフェ
ノール型エポキシ樹脂か挙げられる。

ｅ）成分の製造に際しては、その反応時に必要に応じて
重合禁止剤、例えはキノン類等を添加してもよい。

上記ｅ）成分は、エポキシ樹脂組成物中に５〜６０重ｆ
Ｗ：％の範囲で配合することが好ましい。＠）成分の配
合量が５貞拓チ未満であると弾性率の低下が少なく、充
分な可撓性が得られないためであり、−力、６０　Ｍｉ
ｈ；’　％を超えるとガラス転移点が低下する他、機械
的強度及び簡温’ｔ（ｉ、気持性の低下が大きいためで
ある。

以下において、他の成分について説明する。

本発明において１史用されるａ）成分のノボラック型エ
ポキシ樹脂は、樹脂成分の主体をなすものである。この
ようなノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば、ク
レゾールツメラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラ
ック型エポキシ樹脂及び臭素化フェノールノボラック型
エポキシ樹脂等が誉げられ、これらから成る群より選ば
れた１棟もしくは２種以上のものが使１．ｔ４される。

本発明において使用されるｂ）成分のフェノールノがラ
ック樹脂は、イ吠化剤としての機能を有するものである
。このようなフェノールノｌ？ラック樹脂としては、例
えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾル
シノール、クロロフェノール、フェニルフェノール及び
ビスフェノールＡ等から成る杵より迭ばれた少なくとも
１種のフェノール訴尋体ト、ホルムアルデヒド又はパラ
ホルムアルデヒドを、酸を触媒として反応せしめた樹脂
婢が挙げられる。かかるフェノールノ？ラック樹脂は、
横力り組成物の架橋密ＩＭ、を＋’ｉｉ＋め、半得体原
子に対する未反応ＪＭ、相（モノマー）の慾影響を防ぐ
目的から、未反応モノマー量が該フェノールノボラック
倒瓶中、ｏ、’ｔ＊ｆ１ｉｓ以下のものを使用すること
か好−よしい。又、その軟化点は、７０〜１１０℃であ
ることが好着しい。

上記フェノールノぜラック樹脂の配合値は、ノ１１？ラ
ック型エポキシ樹脂との組合せにおいて、エポギシ樹Ｊ
Ａｒ中のエポキシ基１　（１ｆｆｉ当たりフェノール性
水能基が（１，５〜２．０個となるように配合すること
が好−ましく、史に好１しくけ約１個である。

本発明において使用されるＣ）成分の硬化促進剤は、エ
ポキシ樹脂とフェノールノアにラック樹脂との反応を促
進し、硬化を速めるものである。このような硬化促進剤
としては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−フェ
ニルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール及び
２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール
類やトリフェニルホスフィン等のボスフィン’）Ａ　％
カ挙１’ｌ’　クレ、これらから成る群より選ばれた１
釉もしくは２種以上のものが１史用さ江る。

上記硬化促進剤の配合量は、エポキシ樹脂組成９勿中Ｏ
６１〜１．０電舅チであることが好ましい。

本発明において使用されるｄ）成分の無機質充填剤は、
曲常、無機質充填剤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。このような無機質充填剤として
は、例えば、結晶性シリカ粉、石英ガラス粉、タルクケ
イ酸カルシウム扮、ケイ岐ジルコニウム粉、アルミナ粉
、炭酸カルシウム粉、クレー、硫酸バリウム粉及びガラ
ス繊維等が挙げられ、これらから成る群より選ばれた１
欅もしくは２棟以上のものが使用される。

上記無機質充填剤の配合量は、配合される無機質充填剤
の種知によシ、硬化物に所望の弾性率、靭膨張率及びガ
ラス転移Ｙ品度等を伺与するに充分な量であれば良いが
、樹脂組成物中に５０〜８５重量％であることが好まし
い。５０車量チ未満であると線膨張率が大きくなり、一
方、８５東祉係を超えると樹脂組成物の仇動性が低下す
る。

本発明の製造方法に１１、上Ｈ己した５成分を混合して
成るが、その混合順序は特に限定されない。

本発明においては、会費に応じて史に、離型剤、着色剤
、カップリング剤又は離燃剤等を添加してもよい。離型
剤としては、例えば、天然ワックス、合成ワックス、１
箱級脂肪酸及びその金（ギ塩並びに・ヤラフイン匍・か
単げられ、宥色剤としてはカー・ｊζン等が、又、難燃
剤としては、ν１」えは、土岐化アンチモン、五眩化ア
ンチモン、リン酸塩及びリン化合物等が挙げられる。

〔発明の効果〕

本発明の製造′）ｊ法によれは、その樹脂硬化物が優れ
た耐湿性、１鵜食性及び可続性を崩する半専体封止用エ
ポギシ樹脂組成物を得ることが可能である。

〔発明の実施例〕

合成例 四つロフラスコに第１表に示した配合量（■裾部）でエ
ポキシ樹脂、ポリブタジェン、ポリブタノエン−アクリ
ロニトリルゴム並びに触媒を加え、窒累気流中、１４０
±１０℃の混層範囲で攪拌不反応を続け、酸価が０．１
以下になった時点で反応を終了した。同様の操作で９棟
類のゴム食性エフ」？キシ樹脂を得た。

一方、比較試料として、ペンノルツメチルアミンを触媒
として反応せしめた他はすべて同様の操作でゴム変性エ
ポキシ樹脂２釉類を調製した。

尚、エポキシ樹脂としてエビコー）８２８（シェル化学
社製、エポキシ当量約１９０　）Ｑｌ、ＩＪブタノエン
としてＨｙｃａｒ　ＣＴＢ　−２０００Ｘ　１６２（宇
部興産■製、カル？キシル基当量約２１００　）を、又
、ポリブタジェン−アクリロニトリルゴムとしてＨｙｃ
ａｒ　ＣＴＢＮ　−１３００Ｘ　８　（宇部興産＠製、
カルがギシル基当量約１７９０、ＡＮ％：　１８　）及
びＨｙｃａｒ　ＣＴＢＮ　−］　３００　Ｘ　１５　（
同前、カルボギシル基当社約１７９０、ＡＮ％　：　１
０　）を使用した。

実施例１〜９ 合成例で得たゴム変性工Ｉキシ樹脂Ａ−Ｉを使用し、第
２表に示した配合量（重量部）で９種類のエポキシ樹脂
組成物を得た。これらは、それぞれ、ミギザーにより混
合した後、加熱ロールを用いて混練し、冷却後粉砕して
半導体封止用エポキシ樹脂組成物として調製した。

上記エポキシ樹脂組成物を、それぞれ、アルミニウム配
線を有するＤＩＰタイプのアルミニウム腐食用テスト素
子に対し、１７０℃×２分の条件で低圧トランスファー
成形を行ない、９棹類の樹脂封止型アルミニウム腐食用
テスト素子を得た。

かくして得られた樹脂封止型アルミニウム腐食用テスト
素子について、常法に従い、２気圧のもとてプレッシャ
ークツカーテスト（ＰＣＴ　、）及び１５Ｖの電圧を通
′ボ下、・マイアスールッシャークツカーテス）　（Ｂ
　−ＰＣＴ　）をそれぞれ行々い、耐湿性及び耐腐食性
を評価した。尚、評価法は、アルミニウム電極のＩ＾食
に起因するオープンとモールド層に浸入した水分による
リーク電流の許容値以上への上昇を不良と判定し、被評
価個数（１００個）中の不良発生個数を累積することに
より示したＯ 又、それぞれの樹脂組成物について、１７０℃Ｘ２０分
の条件で加熱硬化せしめた試験片を作製し、更に、１８
０℃×８時間の条件で後硬化せしめた後、それぞれの試
験片について曲げ弾性率及びガラス転移点を測定した。

上記試験結果を第３表に示す。

比較例１〜４ ゴム変性工２Ｊ′？キシ樹脂として、合成例にち・いて
比較試料として作製しだＪ及びＫを使用するか、可読性
工＋ｐキ７樹脂を使用するか、或いはこれらを使用しな
い他は実施例とすべて同様の操作にて４柚類の半導体封
止用エポキシ樹脂組成物を得た。

これら４柚類のエポキシイｉＩ脂組成物について、それ
ぞれ実施例と同様にしてその性能を評価した。

それらの配合を第２表に、又、試験結果を第３表に実施
例と共に併記した。

尚、第２表中、それぞれの成分は下記のものを使用した
。

エポキシ樹脂Ａ：クレゾールノ＋ＪＰラック型エポキシ
樹脂（エポキシ当量２２０） エボギシ樹脂Ｂ：臭素化フェノールノｙＪｒラック型エ
ポキシ樹脂（エポキシ当量２７０） フェノール横力旨：フエノールノがラック型工、ｆｆキ
シ樹脂（水酸基当量１０４　） 硬化促進剤＝２−ヘプタデンルイミダゾール可撓性エポ
キシ樹脂：エピコー）８７２（＆イマー酸グリシジルエ
ステル型エポキシ樹脂、エポキシ当量４３０） 無機質充填剤：溶融シリカ 添加剤二三酸化アンチモン（難燃剤）、Ａ−１８７（日
本ユニカー−製、カップリング剤）、カー？ンブラック
（着色剤）及びヘキストＥ（ヘギストノヤ・セン社製、
離型剤） １７２− 第３表から明らかなように、本発明の製造方法により得
たエポキシ樹脂組成物の硬化物は、比較例の製造方法に
より得たものに比べて、耐湿性及び耐腐食性が優れたも
のであると同時に、曲げ弾性率叫の物理的性能も優れて
いることが確認された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　ａ）ノがラック型エポキシ樹脂、ｂ）フェノー
   ルノ？ラック樹脂、 Ｃ）硬化促進剤、 ｄ）無機質充填剤及び ｅ）両末端にカルがキシル基を有する、ポリブタジェン
   又はポリブタジェンーアクリロニトリルゴムト、ビスフ
   ェノール型工４？キシ樹脂ヲ、触媒の存在下に反応させ
   て旬られるゴム変性エポギシ樹脂を混合することを特徴
   とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法。 ２、　　触１１１、トｖフェニルホスフィン、ジルコニ
   ウムアルコラード、ジルコニウムキレート、アルミニウ
   ムアルコラード及びアルミニウムキレートから成る群よ
   り選ばれた１袖もしくは２種以上のものである特許請求
   の範囲第１項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の
   製造方法。