JPS60124620A - 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】 本発明は、半導体装置やその他の電子回路部品の封止用
樹脂等に使用されるエポキシ樹脂組成物に関する。

一般に、エポキシ樹脂は、アミン類、酸無水物。

ツーノール樹脂などの硬化剤を用いて硬化させると、電
気的９機械的、熱的性質［こ優れたものが得られるため
、半導体装置やその他の電子回路部品を外部雰囲気や機
械的衝撃から保護するための封止用樹脂として用いられ
ている。更に、エポキシ樹脂による樹脂封止は、セラミ
ックあるいは金属による封止に比べて、生産性、経済性
の面で利点が多く、多用されている。

ところで、最近の半導体装置の高密度化、電子回路部品
の用途の多様化による使用環境の変化から、高温度、高
湿度化における電気部品の機能維持の信頼性が、エポキ
シ樹脂組成物に対して要求されている。しかし、従来の
組成物では次に示すような根本的な問題があり、要求さ
れる高温度。

高湿度下の電気特性を満足することが困難であった。

即ち、従来のエポキシ樹脂組成物による樹脂封止の耐湿
性、耐腐食性の低さはいずれも樹脂と電気部品とが百１
接していることと樹脂封止が気密封止でないことに起因
するため、その改普は極めて難しいことであった。エポ
キシ樹脂は硬化物中に残存する極性基等に、より、水分
を吸湿したり透湿する。さらにエポキシ樹脂には合成時
に原料として用いられているエピクロルヒドリンから由
来する塩素、あるいは脱塩素用として使用する水酸化ナ
トリウムから由来するナトリウム等のイオン性不純物を
含んでおり、素原料中に多量に該イオン性不純物が混入
している。しかして、上記吸湿あるいは透湿した水分と
イオン性坏純物の相互作用により、樹脂封止された電気
部品の絶縁性の（ｆｆ下、リーク電流の増加等の機能の
低下が生じ、ｌにはそれらの電気部品に用いられている
アルミニウム配線や電極を腐食させ、最終的には断線ま
で至らしめる。

また、高温時には、樹脂中に含まれるイオン性不純物や
その他の極性物質が熱運動の活性化とともに動きやすく
なり、素子等の部品に電界が発生した場合、樹脂と素子
等の部品の界面でこのイオン性不純物がさらに活性化さ
れ、電気特性を局部的に低下させ、水分があれば腐食が
急激に進行し。

悪影響を及ぼす。

そこで、これらの問題に対処するため、最近では、エポ
キシ樹脂中のイオン性不純物を低減させたり、″ＩＩＬ
気部品と樹脂との接着性を高めて、水分の浸入を遮断し
ようとすることが提案されている。

しかし、まだ樹脂中から完全にイオン性不純物を除去す
ることは回帰であり、更に°電気部品と樹脂との接着性
の向上に伴う樹脂封止時の離型性の問題も生じてくる。

本発明者らは、上記の欠点に鑑み、鋭意検討の結果、エ
ポキシ樹脂組成物中に水分やイオン性不純物の浸入を防
ぐ防錆膜を形成する成分を配合しておき、該エポキシ樹
脂組成物による樹脂封止時あるいはその後に防錆膜形成
成分をしみ出させて電気部品表面に防錆膜を形成させる
ことを考え。

本発明をなすに至った。

本発明は、＃湿性、防錆性に優れた干ボキシ樹脂組成物
を提供することを目的とするものである。

すなわち９本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹
脂及び硬化剤と、ジチオリン酸誘導体のアンモニウム塩
の１種または２種以上から成る添加剤とから成ることを
特徴とするものである。

本発明によれば、優れた耐湿性、防錆性、接着性を有す
る工ｄ！キシ樹脂ｆｌ成物を提供することができる。

本発明においてかかる効果が得られるのは、エポキシ樹
脂と混在させたジチオリン酸誘導体のアンモニウム塩の
１８または２種以上から成る添加剤が、エポキシ樹脂組
成物を樹脂封止剤等として使用した際に、該組成物と被
塗物との間に介在し。

外部の水分、イオン性不純物が被塗物表面トこ浸入して
くるのを防止する作用効果を発揮するためと考えられる
。このように、本発明の樹脂組成物は。

被塗物との境界面への水分、イオン性不純物の浸入を防
止するので、耐湿性、防Ｎ性、接着性に優れているので
ある。

また１本発明のエポキシ樹脂組成物は上記効果を有する
ため、電気部品の封止用樹脂以外にも。

塗料或いは接着剤等にも用いることができる。

の後に電気部品の表面とエポキシ樹脂との境界面におい
て、上記ジチオリン酸誘導体のアンモニウム塩が防錆膜
を形成するものと考えられる。しかして、その結果外部
からの水分およびエポキシ樹脂中のイオン性不純物が電
子部品表面へ浸入するのを遮断し、電気部品の絶縁性の
低下、あるいはリーク電流の増加等の機能の低下を防ぐ
ことができ、電気部品の寿命を伸ばすことができるので
ある。

また、上記のごとき防錆膜形成成分としての上記添加剤
が、エポキシ樹脂組成物中に含まれているため、電気部
品表面に防錆膜を塗布するという工程は全く不要である
。

不発明において用いつるエポキシ樹脂は８通常知られる
ものであり、特に限定されない。例えばグリシジ〃ニー
ｆｌｖ系エボキク樹脂、７エ／−ルツボラック系エポキ
シ樹脂、クレゾールノボフック系ｘ、ボ＊Ｖｍ脂、脂環
式エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、
線状脂肪族エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等が
挙げられる。

しかして、これらエポキシｍ　Ｉｆｆ？　を才１種もし
くは２＃ｉ以上の混合物で用いてもよい。上記エポキシ
樹脂の中でも電気特性、耐熱性等の面からフェノールノ
ボラック系エポキシ樹脂、クレゾールノボフック系エポ
キシ樹脂が好ましく、最も優れた特性を得ることができ
る。これらのエポキシ樹脂は。

次に示す硬化剤によって硬化ｙ応を起し固化する。

次に、硬化剤としては、無水フタル酸、無水コハク酸、
無水メチルナリン酸等の酸無水物、メタフェニレンジア
ミン、ジアミノジフェニルスルホン、芳香族アミンアダ
クト等の芳香族アミン、ポリメチレンジアミン、メンタ
ンジアミン等の脂肪族または脂環式アミン、フェノール
樹脂、クレゾール樹脂等の合成樹脂初期縮合物等が挙げ
られるが、特に制限されるものではない。しかし、上記
硬化剤の中でも電気特性、耐熱性等の面からフェノール
樹脂、クレゾール樹脂等の合成樹脂初期縮合物が好まし
い。

本発明において、エポキシ樹脂と硬化剤の配合比ニラい
ては、硬化剤の官能基の数とエポキシ樹脂のエポキシ基
の数との化学当量比がα５〜１．５の範囲内にあるより
に配合することが、保存安定性、硬化速度、硬化後の熱
的・力学的性質等の硬化特性上好ましい。可に、優れた
硬化特性は上記化学当量比が０８〜Ｌ２の範囲内にある
ときに得ることができる。

また、不発明において、上記硬化剤を用いた場合、その
硬化速度を促進するため、硬化促進剤を用いてもよい。

該硬化促進剤は、特に制限されるものではないが１例え
ば、イミダゾール、２−メチルイミダグー／ｕ、２−フ
ェニルイミタゾール。

２．４−ジメチルイミダゾール等のイミグ／−ル類、ト
リエチルアミン、ジエチルアミノゾロビルアミン、Ｎ−
アミノエチルピペラジン等のアミン類、トリエチルアミ
ン等とＢＦｓとの錯化合物等が挙げられる。また、これ
らの硬化促進剤はｌｆｌもしくは２種以上の混合物で用
いてもよい。しかしてこの硬化促進剤の配合比は、一般
にエポキシ樹脂１００重量部に対して０．．０５〜５重
景部重量囲内でよい。

本発明にかかるジチオリン＃読導体のアンモニウム塩の
添加剤の一部は、エポキシ樹脂組成物による電気部品の
樹脂封止時あるいはその後に、樹脂中から外部へしみ出
していく。この添加剤の成分は、封止した電気部品表面
に到達して、防錆膜を形成する。砂防＠膜は、＃湿性に
優れており。

イオン性不純物の浸入を防いで、Ｔｌ電気部品保護する
ことができる。

上記添加剤としてのり千オリン酸誘導体のアンモニウム
塩は、下記一般化学式（）で表わされるものであり、特
に制限されるものではないが。

例えばジーＤ−プロピルが千オリン酸アンモニウム、ジ
ー１ｓｏ−プロピルジチオリン酸アンモニウ−ｎ−アミ
ルジチオリン酸アンモニウム、ジー１８０−アミ／ｌ／
ジチオリン酸アンモニウム、ジー４−メチルペンチルジ
チオリン酸アンモニウム、ジー２−エチルへキシルジチ
オリン酸アンモニウム。

ジーｉｇｏ−デジルジチオリン酸アンモニウム、ジノ ドデシルフェニルジチオリン酸アンモニウム、ジフェニ
ルジチオリン酸アンモニウム等が挙ケラレる５本発明に
おいては、これらのり千オリン酸誘導体のアンモニウム
塩のうちの１種または２種以上のものを用いる。

（ただし、上式ｔこおいて、Ｒ，Ｒ／はアルキル基。

アリール基、アルケニル基を表わし、同一でも異なって
もよい。） 上記ジチオリン酸銹導体のアンモニウム塩の配合量とし
ては、エポキシ樹脂１００重量部に対してｏｌ−１ｏｏ
ｌｉ部とすることが望ましい。０．１・　重量部より少
なくなると１本発明の耐湿、防錆効果が発揮され難く、
一方、１０重承部より多くなると・、添加による効果の
向上は認められるが、むしろ他の特性９例えば接着性等
を低下させるおそれがある。夏に優れた耐湿性、防錆性
は、上記配合量が１〜６重景承部範囲内にある時に得ら
れる。

本発明は上記成分外ち（８）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化
剤、　（０１上記ジチオリン酸誘導体のアンモニウム塩
の添加剤の成分のみから構成されてもよいが、さらに無
機充填剤を添加配合することにより１寸法安定性、熱的
特性１作業性等の改善されたエポキシ樹脂組成物を得る
ことができる。

無機充填剤としては９例えばジルコニア、アルミナ、タ
ルク、クレー、マグネシア、溶融ノリ力。

結晶シリカ、ケイ酸力ｐシウム、次酸カルシウム。

硫酸バリウム、ガラスＶ＆維、ミルドファイバー等が挙
げられる。これらの中で溶融シリカ、結晶シリカが最も
好ましい。

また１本発明に係る工ｌキシ樹脂組成物は必要に応じて
９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それらの混
合物等の離型剤、堆素化パラフィン、臭素化ビスフェノ
−１ｖＡ型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック
型エポキシ樹脂。

ブロムトルエン、ヘキサブロムベンゼン、三酸化アンチ
七ン等の難燃剤、シランカップリング剤。

チタンカップリング剤等の表面処理剤、カーポンプフッ
ク等の着色剤等を適宜添加配合しても差しつかえない。

本発明にがかるエポキシ樹脂組成物を製造する場合の一
般的な方法としては、上記原料成分をヘンシェルミキサ
ー等の混合機で充分混合した後。

熱ロール機、ニーダ−等の混練機により溶融混練して、
冷却、粉砕する方法がある。

次に本発明の詳細な説明する。

実施例 エポキシ樹脂としてのオルトクレゾールノボフックエポ
キシ樹脂１００重量部と、添加剤としての第１表に示す
ジチオリン酸誘導体のアンモニウム塩とを同表（配合量
の数値はすべて重量部を示す）に示すような配合割合で
混合した。次いで。

コノモのに硬化剤としてのフェノールノボフックを５０
重量部、硬化促進剤としての２−フェニルイミダゾ−／
Ｉ／８重量部、無機充填剤としての溶融シリカ８５０重
量部１表面処理剤としてのエポキシシラン２重量部、離
型剤としてのカルナバワックス２重量部を添加して、混
合した。次いで、このものを９０℃の温度下で、１０分
間ロール機で溶融混練し、直ちに冷却固化させ、粉砕し
た。その後、この粉砕物をタブレット状に成型し１本発
明にかかる４種類のエポキシ樹脂組成物（第１表の試料
崖１−４）を調製した。

また、比較のため、第１表に示すごとく、ジチオリン酸
誘導体のアンモニウム塩は含まず、それ以外は上記と同
様な成分、配合量０条件下で比較用エポキシ樹脂組成物
を調製したＸ第１表の試料ムＣ１）。

上記５種類のエポキシ樹脂組成物を用い、アルミニウム
配線、電極を有するモデル素子に対して。

１７５℃、８分間でトランスフ１−成形機により封止を
行ない、さらに１６５℃、８時間加熱することにより後
硬化させ、樹脂封止を行なった。これらの封止した試料
について、その性能をテストするため、これら試料を１
２１℃、２ａｔｍ、飽和水蒸気中でＩＩＩＩＶのバイア
スをかけて、プレッシャークツカー試験を行なった。こ
れにより各試料の平均寿命を測定して、その耐湿性を評
価した。

その結果を第２表に示す。ここに平均寿命とは。

アルミニウム配線あるいは電極が腐食されて、電気伝導
性がなくなるまでの時間をいう。

第２表より明らかなように１本発明にかかるエポキシ樹
脂組成物を用いた場合には、高温度、高湿度下において
も、比較組成物に比して、著るしく平均寿命が向上して
おり１本発明の樹脂組成物は電気部品の封止用樹脂とし
てもきわめて有用なものであることが分る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　エポキシ樹脂及び硬化剤と、ジチオリン酸誘導
   体のアンモニウム塩のｌｔｌまたは２Ｗ１以上から成る
   添加剤とから成ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物
   。 （２）エポキシ樹脂は、グリシジルエーテル系エポキシ
   ｍ１１１．フェノールノボラック系エポキシ樹脂、クレ
   ゾールノボフック系エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂
   、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、線状脂肪族エポ
   キシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂のうちの少なくとも
   ｌａ！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。 （８）　添加剤は、エポキシ樹脂１００重量部に対１、
   ｆα１〜１０重量部配合して成る特許請求の範囲第（１
   １項記載のエポキシ樹脂組成物。