JPS6051712A - 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、半導体装置やその池の′准子回路部品の封止
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、アミン頬、酸無水物。

フェノール樹脂などの硬化剤を用いて硬化させると、′
硫２的１機棹的、熱的性質に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全外部雰囲気や（
幾械的繭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、エボ扼シ樹１摺による樹脂封止は、セ
ラミックあるいは・泣属による封止に比べ′Ｃ９生産性
、経済性の面で利鑞が多く、多用されている。

ところで、最近の半導イ・ト装置のｉＷ＋密度化、′屯
イ回路部品の用途の多様化による使用環境の変化から。

品ｒｌｌＡ良９品湿度Ｆにおける電気部品の槻能維持の
信頼性が、工月メキシ樹脂組成物にメ・１して要Ｊ（延
れでいる。しかし、従来の組成物−Ｃｈｉ次に示すよう
な根本的が問題があり、要求される高温度、高湿度下の
電気特性全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、＃腐食性の低さはいずれも樹脂と電２部品とが直接
接していることと樹脂封止が気密封止でないことに寄因
するため、その改善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により、水分を吸
湿したり透湿する。さらにエポキシ８５ｊ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
来スる塩素、あるいは脱塩素用として使用する水酸化ナ
トリウムから田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（ｄ透湿した水分
とイオン性不純物の′４ｊ１互作用により、樹脂封止さ
れた電気部品の絶縁性の低下リーク電流の増加等の機能
の低下が生じ、更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棒全腐食させ、最終的には断線
寸で至らしめる。

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。

悪影響企及ぼす。

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注不純物全低減させたり、電気部品
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７かし、まだ樹脂中から完全にイオン性不純物全除去
することは困難であり、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、該ニブキシ樹
脂組成物による樹脂封止時あるいはその後に彷錆膜形成
成分全しみ当てせて。

電気部品表面に防錆膜を形成させることｔ考え。

本発明をなすに至った。

本発明は、耐湿性、防錆性に優れたエポキシ樹脂組成物
全提供することを目的とするものである。

すなわち１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金属塩の１種ま
たは２種以上からな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
るエポキシ樹脂組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金属塩が、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
純物が被塗物表面に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１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
物の浸入全防止するので、耐湿性、防錆性、接着性に優
れているのである。

また２本発明のエポキシ樹脂組成物は上記効果金有する
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。

次に１本発明の樹脂組成物を電気部品の封止剤として使
用した場合、その樹脂封止時あるいはその後に電気部品
の表面とエポキシ樹脂との境界面において、ジチオリン
酸誘導体の金属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、ｙｙ’ｌ戊気部品オリ
ン酸誘導体の金属塩が、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。

本発明におりて用いうるエポキシ樹脂は９通常知られる
ものであり１％に限定されない。例えばグリシジルエー
テル系エポキシ樹脂、フェノールノボラック系エポキシ
樹脂、クレゾールノボラ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等が挙げ
られる。

しかして、これらエポキシ樹脂は１種もしくは２種以上
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、クレゾールノボラ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反応を起し固化する。

次に、硬化剤としては、無水フタル酸、無水コハク酸、
無水メチルナジン酸等の酸無水物、メタフェニレンジア
ミン、ジアミノジフェニルヌルホン、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
ンジアミン専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１％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、エポキシ樹脂と御化剤の配合比につい
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０．５〜１．５の範囲内にあるよ
うに配合することが、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。更に、優れ
た砿化特性は上記化学当量比が０．８〜１．２の範囲内
にあるときに得ることができる。

また９本発明において、上記硬化剤を用いた場合、その
硬化速度全促進するため、仙化促進剤金用いてもよい。

該硬化促進剤は２％に制限さｉするものではないが９例
えば、イミダゾール、２−メヂルイミダゾール、２−フ
ェニルイミダゾール。

２．４−ジメチルイミダゾール等のイミダゾール類、ト
リエチルアミン、ジエチルアミノプロヒルアミン、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ＢＦ２との錯化合物等が挙げられる。捷た。これ
らの硬化促進剤は１種もしくは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００５〜５重量部の
範囲内でよい。

本発明にがかるジチオリン酸誘導体の金属塩は。

エポキシ樹脂及び硬化剤とは反応せず、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。このジチオリン酸誘導
体の金属塩成分は、封止した電気部品表面に到達して、
防錆膜を形成する。該防＠膜は、耐湿性に優れており、
イオン性不純物の浸入を防いで、電気部品全保護するこ
とができる・　雫 該ジチオリン酸誘導体の金属塩は、下記化単式（Ａ）で
表わされるものであり１例えば、ジイソプロピルジチオ
リン酸亜鉛、ジーＳ−ブチルジチオｌＪン酸ｔｉ鉛、ジ
イソブチルジヂオリン酸亜鉛。

ジイソアミルジチオリン酸亜鉛、シアミルジチオリン酸
亜鉛２ジ４−メチルベング′ルジチオリン酸亜鉛、ジ２
−エチルへキシルジキオリン酸亜鉛。

ジインデシルジチオリン酸亜鉛、ジドデシルフェニルジ
チオリン酸亜鉛、ジフェニルジチオリン酸亜鉛、ジイソ
プロピルジチオリン酸モリブデン等する。

（ただし、上式において、Ｒ，Ｒ’は伏素原子数１〜１
８個のアルキル基、アリール基、アルケニル基を表わし
、同一でも墨なってもよ＜９Ｍは。

亜鉛（Ｚｎ　）　、モリブデン（ＭＯ）、鉄（Ｆθ）。

ニッケル（Ｎ１）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、鉛（ｐ
ａ　）等の金属元素ｔ、ｍ、ｎはそれぞれ整数を、０は
酸素上、Ｐはリン２．ｓはイオウ全表わす。） 上記ジチオリン酸誘導体の金属塩の配合爪としては、エ
ポキシ樹脂１００ＪＩＪ１部に対して０．１〜１０重量
部とすることが望ましい。０１本量部より少なくなると
７本発明の耐湿、防錆効果が発揮され難く、一方、１０
重量部より多くなると、添加による効果の向上が少すく
、むしろ組成物のコストが高くなるおそれがある。

本発明は上記成分即ち（ｒＬ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬
化剤、（Ｃ）ジチオリン酸誘導体の金属塩のうちの１種
または２種以上の添加剤の成分のみから構成されてもよ
いが、さらに無機充てん剤全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
樹脂組成物金得ることができる。

無機充てん剤としては１例えばジルコニア、アルミナ、
タルク、クレー、マグネシア、溶−シリ刀、結晶シリカ
、ケイ酸カルシウム、戻酸カルシ＋７７１．硫酸バリウ
ム、ガラス繊維、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９本発明に係るエポ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２合成ワックス類、直鎖、脂肪
酸の金属塩、酸アミド類、エフチル類もしくはそれらの
混合物等の離型剤、塩素化パラフィン、臭素化ビスフェ
ノールＡ、ｊｌ’ｉエポキシ樹アンチモン等の難燃剤、
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、カーボンブラッ
ク等の着色剤等を適宜添加配合しても差しつかえない。

本発明にか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ュルミキサ
−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　１ エポキシ樹脂としてのオルトクレゾールノボランクエポ
キシ樹脂１００重量部と、第１表に示す添加剤としての
ジチオリン酸誘導体の金属塩とを同表に示すような配合
割合で混合すると共に、このものに硬化剤としてのフェ
ノールノボラックを５０重量部、硬化促巡剤としての２
−フェノールイミダゾール３Ｍ量部、無機充填剤として
の溶融シリカ３５０重量部９表面処理剤としてのエポキ
シシラン２重量部、Ｒ型剤としてのカルナパワツク７２
富量部を添加して、混合した。次いで、このものを８０
〜９０゛Ｃの温度下で、５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表の試料陽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
誘導体の金属塩は含まず、それ以外は上記と同様な成分
、配合量９条件下で比較用エポキシ樹脂組成物を調製し
た（試料階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°Ｃ２５分間でトランスファー成形機により封止
全行ない、さらに１６５℃、８時間加熱して硬化させ、
＃ｌ脂封止全行なった。これらの封止した試料について
、その性能をテヌトするため、これら試料’（ｉｊ２１
℃、２ａ、ｔｍ、水蒸気中で１２Ｖ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、その耐湿性全評価した。

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９本発明にがかるエポキシ樹
脂組成物を用いた場合には、高温度、高湿度下において
も、従来の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。

第１表 第　２　表 実施例　２ エポキシ樹脂としてのオルトクレゾールノボラックエポ
キシ樹脂７５重量部及びビヌフェノールＡ型エポキシ樹
脂２５Ｎ量部と、第１表に示す添加剤としてのジチオリ
ン酸誘導体の金属塩と金弟３表に示す配合割合で混合す
ると共に、このものに硬化剤等の添加剤を実施例１と同
様な割合で混合して、実施例１と同様な条件下で本発明
にかかる４種類のエポキシ樹脂組成物（試料階５〜８）
全調製した。また、添加剤は含まない比較用エポキシ樹
脂組成物を上記と同様にして調製した（試料陽ａ２）。

なお、第１表に示す添加剤における第２級のジアルキル
ジチオリン酸亜鉛（Ａ）又は（Ｂ）とあるうち。

（Ａ）のものはアルキル基の炭素数が５以上、（Ｂ）の
ものは同じく炭素数が５以下のものを主成分とするもの
である。また、第１級のジアルキルジチオリン酸亜鉛は
アルキル基の炭素数が５以下のものを主成分とするもの
であった。

上記試料について、実施例１と同様に（７て樹脂封止全
行い、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４表に示す。

第４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、従来の比較組成物に比して。

著るしく平均寿命が向上していることが分る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エポキシ樹脂及び硬化剤とジチオリン酸誘導体
   の金属塩の１種または２種以上から成る添加剤とからな
   ること全特徴とするエポキシ樹脂組成物。
2. （２）　エポキシ樹脂は、ダリシジルエーテル系エポキ
   シ樹脂、フェノールノボラック系エポキシ樹脂、クレゾ
   ールノボラック系エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、
   グリシジルエヌテル糸工、Ｉζキシ樹脂、線状脂肪族エ
   ポキシ樹脂、ノ・ロゲン化工４（キシ樹脂のうちの少な
   くとも１種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. （３）　ジチオリン酸誘導体の金属塩の１種または２種
   以上から成る添加剤は、工１４キシ樹脂１００恵′！ｌ
   ｋ部に対して０．１〜１０重量部配合して成る特許請求
   の範囲第（１）項記載のエポキシ樹脂組成物。