JPS61130326A - 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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JPS61130326A
JPS61130326A JP25051184A JP25051184A JPS61130326A JP S61130326 A JPS61130326 A JP S61130326A JP 25051184 A JP25051184 A JP 25051184A JP 25051184 A JP25051184 A JP 25051184A JP S61130326 A JPS61130326 A JP S61130326A
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epoxy resin
inorganic filler
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silane coupling
silane compound
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喜多 修市
Takamitsu Fujimoto
隆光 藤本
Yuzo Kanegae
鐘ケ江 裕三
Norimoto Moriwaki
森脇 紀元
Torahiko Ando
虎彦 安藤
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、2種類以上の界面処理剤を直接処理した無機
充填剤を添加配合することを特徴とする。
耐湿信頼性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に
関するものである。
〔従来の技術〕
現在、IC,LSIやVLSIなどの半導体素子をシリ
コーン樹脂あるいはエポキシ樹脂を用いて封止する樹脂
封止法が広く採用されている。これらの中でも、エポキ
シ樹脂は比較的優れた気密性を与え、かつ安価であるこ
とから半導体封止用樹脂として汎用されている。しかし
、樹脂封止は気密封止に比べ耐湿信頼性に劣り、半導体
素子のアルミ配線やパッド部の腐蝕を引き起こす、上記
腐蝕の原因として、封止材料に含まれているイオン性不
純物や加水分解性塩素が樹脂中に浸透1−だ水により遊
離【1.金属を腐蝕すると考えられる。
これらの水や、水によって遊離した不純物は。
主に樹脂/無機充填剤界面より内部に浸透して半導体素
子に至り6腐蝕が始まると考えられる。故に樹脂封止の
耐湿信頼性を向上させるには、イオン性不純物や加水分
解性塩素の量を最小限に開開することと共に、樹脂組成
物の吸湿性を押えることが重要である。
従来は、もっばら電気絶縁性の向上と機械強度の向上の
目的で無機充填剤の界面処理が行なわれて来た。界面処
理剤としては、有機マトリクスと化学結合できる官能基
(エポキシ基、アミノ基など)を有するシランカップリ
ング剤を無機充填剤に直接処理する直接処理法、あるい
はポリマーのコンパウンド時化シランカップリング剤を
添加するインテグラルブレンド法または両者の併用で界
面処理がなされて来た。
〔発明が解決しようとする間組点〕
この様に処理された無機充填剤表面は、無処理表面より
も疎水性ではあるが、カップリング剤が極性官能基を有
するためにその表面の疎水性は弱く、耐湿信頼性に劣る
欠点があった。
本発明は上述の問題を解決するためになされたもので、
無機充填剤の表面に強い疎水性を付与す↓ るとともに、有機マトリクス化学結合できる官能基を与
えることによって、耐湿信頼性に優れしかも機械特性、
電気絶縁性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段] すなわち本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤
、及びシランカップリング剤で処理した無機充填剤を本
質的に配合してなる半導体封止用エポキシ樹脂組成物に
おいて、上記無機充填側をI種以上の疎水性シラン化合
物(a)と1種以上のシランカップリング剤(blで処
理したものを使用することを特徴とする半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物に存する。
上記疎水性シラン化合物(a)は一般式(I)Rn8↓
(0式)@−n       (I)で表わされ、シラ
ンカップリング剤(b)は一般式(10%式%() で表される。両式中、Rはアルキル基またはフェニル基
を表し、には水素原子または炭素ti t−1個のアル
キル基を表し、Yはエポキシ基やアミノ基を有する一価
の有機基であり、nは1〜3の整数である。
本発明は、シラン化合物(a)で無機充填剤表面を直接
処理することにより、疎水性の強い均一な表面を得るこ
とができるとともに、シランカップリング剤(1))で
処理することにより、有機マトリクスと化学結合し1機
械特性、電気特性に優れた半導体体封止用エポキシ樹脂
組成物を与える無機充填剤を得ることができる。特にシ
ラン化合物(a)としてRにフェニル基を含むものを用
いると、疎水性の効果が高い。
本発明において用いられるエポキシ樹脂としては1例え
F%テラツクエポキシ樹脂、ビスフェノールA系エポキ
シ樹脂、脂環族系エポキシ樹脂なト種々のタイプのエポ
キシ樹脂が使用可能であるが、高温特性のすぐれたノボ
ラック系エポキシ樹脂の使用が好ましい、これらのエポ
キシ樹脂は単独もしくは2種以上の使用も可能である。
なお。
これらのエポキシ樹脂ととも釦、必要に応じて臭素化ノ
ボラックエポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA系エポ
キシ樹脂などのエポキシ樹脂も併用可能である。
本発明において用いられる硬化剤としては1例えば、フ
ェノールノボラックなどのフェノール化金物や、メチル
ヘキサハイドロ無水7タル酸7.テトラヒドロ無水フタ
ル酸、メチレンエンドメチレン無水7タル酸、無水クロ
レンディック酸、無水ヒドロメリット酸、無水ドデセニ
ルサクセニツク酸などの酸無水物系化合物があげられる
本発明において用いられる硬化促進剤としては。
たとえばλ−エチルイミダゾール、−一メチルイミダゾ
ール、2.ダージメチルイミダゾール、λ−z’y−ル
+1 +、!チルイミダゾール、l−ペンシルーコーメ
チルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、l
−ビニル−2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイ
ミダゾールなどのイミダゾール系化合物およびこれらの
前駆物質であるイミダシリン化合物や、たとえばトリエ
チルアミン。
コ、ダ、6−シメチルメチルアミノフエノール。
眞 ベンジルジメチルアミン、葵−メチルベンジルメチルア
ミン、ピペリジン、ジメチルラウリルアミン、ジアルキ
ルアミノメタノールアミン、テトラメチルグアニジン、
2−ジメチルアミノ−2−辷)” o キシ7’ o 
/< ン、N 、 l −ジメチルピペラジン、  −
N−メチルモルホリン、ピペラジン、λ−(ジメチルア
ミノメチル)フェノール、ヘキサメチレンテトラミン、
l−ヒドロキシルエチルーコーヘグタデシルグリオキサ
リジンなどのIKJMLアミンおよびその他のアミン系
化合物やイミダゾール系化合物などがあげられる。
本発明において用いられる無機充填剤としては。
結晶性シリカ、溶融シリカ、アルミナなどを樹脂分10
0重量部忙対して100〜60ox*邪の範囲で用いら
れる。
本発明の特徴である界面処理剤の一般式(I)で表わさ
れるシラン化合物(a)としては、PJえば、メチルト
リメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチ
ルジメトキシシラン、ジメチルジェトキシシラン、トリ
メチルメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ヘ
キシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルジメチルエ
トキシシラン、フェニルトリペントキシシラン、トリフ
ェニk シ’f7 /−ルなどがあげられ、特にフェニ
A/ )、 IJメトヤシシラン、フェニルトリエトキ
シシランなどのフェニル基を持つシラン化合物が好まし
い。
O また、一般式一で表わされるシランカップリング剤(b
iとしては5例えばr−グリシドキシプロビルトリメト
キシシラン、r−グリシドキシプロビルトリベントキシ
シラン、β−(、y、a−エポキシシクロヘキシル)エ
チルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエト
キシシランなどがあげられる。
上記界面処理剤は、シラン化合物(a)の1種以上とシ
ランカップリング剤(blの1種以上を無機充填剤に対
しヘンシェルミキサーなど忙より直接処理され、必要に
応じて有機マトリックス中に添加スることもできる。ま
た、無機充填剤に直接処理を行なう際に、界面処理剤を
水やエチルアルコール。
イソプロピルアルコールなどの溶媒またはこれらの混合
溶媒に溶解し用いることもできる。この直接処理は、、
無機充填剤に対しシラン化合物(alとシランカップリ
ング剤(b)とを同時に処理してもよく。
又は任意の順序で処理してもよい。
ここで、界面処理剤であるシラン化合物(a)とシラン
カップリング剤(1))の配合量は無機充填剤に対して
3重量多板下、好ましくは0. /−2重量%配合され
る。また、シラン化合物(a)とシランカップリング剤
(blの重量配合比は、シラン化合物(a)/シランカ
ップリング剤(1:+l = 0.1〜1OXik比の
範囲で配合される。
上記界面処理剤の無機充填剤に対する配合量がQ、1重
量%未満では、疎水化の効果が少なくまた有機マ) I
Jクス/無機充填剤の界面の化学結合が十分でなく機械
特性電気特性の向上の効果が少ない。3重量%以上を配
合すると、過剰の界面処理剤が、吸湿した水により遊離
し、それらが金属の腐蝕を促進する。また、上記のシラ
ン化合物(alとシランカップリング剤(b)の重量配
合比がθ、1重量比未満では、無機充填剤表面の疎水化
の効果が少ない。10重量比より多いと有機マトリクス
/無機充填剤の界面の化学結合が起こりにく(なり。
機械特性、電気特性の向上の効果が少なく、未反応の官
能基のため疎水化の効果も低下する。
本発明の組成物には、必要に応じてカーボンブラックな
どの着色剤、カルナウバワックス、ポリエチレンワック
スなどの離型剤や三酸化アンチモンなどの難燃剤を添加
することができる。
本発明の組成物は、無機充填剤の界ガ処理を行なうため
のヘンシェルミキサーやナウターミキサ−などの粉体温
合装置と、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂のvI4#な
どに使用されている公知の混合装置5例えばロール、ニ
ーダ、ライカイ機などを用いて容易に調製できる。
C実施例〕 以下実m例および比較例をあげて本発明を説明する。
fgt表および第2表に示した組成のシラン化合物およ
びシランカッブリング剤で界面処理した無機充填剤を、
ヘンシェルミキサーにより100σ−でlQ分間攪拌混
合して調製した。実施例1〜デ。
比較PI / −?において、それぞれ第3表および第
グ表に示した割合でエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤
、上記のよ5?c調展した無機充填剤、界面処理剤0着
色剤、および離型剤を配合し、ニーダを用いてaO℃で
10分間減圧混合してエポキシ樹脂組成物を得たー 耐熱信頼性評価用半導体素子の封止と1機械特持 性、を気贋性評価用試験片の成形は、iro℃。
−分間で硬化後、1103.6時間アフタキュアという
条件で行った、得られた組成物のガラス転位点1曲げ弾
性率、1!気伝導率、および耐湿性を評価した結果をf
$3表(実#J例)および算6表(比較例)にそれぞれ
示した。
ガラス転移点は、粘弾性スペクトロメータ(7口2)で
損失弾性率の1度変化を測定し、#大の損失弾性率を与
える温度とした。電気伝導車は、試験片をlコ/’C,
2atm相対湿度lθ0%の条件下でPresgnre
 Cooksr Tegt (P CT )を行ない、
1000時間経過した試料に直流!θ0vを印加した時
の値で評価した。耐湿性の評価は、耐湿性評価用半導体
素子を上記条件でpc’rを行い不良発生時間で行った
l1表 界面活性剤1tLjlした修梼亨墳剤の細度 
(実施例)第1表 界面活性剤処理した無機充填剤の組
成 (比較例)算3表  実施例組成表  (単位:重
量部)瀉ダ表  比較例組成表     c単位:重量
部)第5表および第6表から明らかな様に1本発明忙よ
る半導体封止用エポキシ樹脂組成物は1機械特性の低下
が少なく、耐湿性忙優れ、湿熱劣化による電気特性の低
下も少な(、LSIやvr、srの封止樹脂としてきわ
めて有用であることがわかる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明忙よれば、耐湿信頼性に優れしかも
機械特性、!気持性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂
組成物が得られる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及びシラン
    カップリング剤で処理した無機充填剤を本質的に配合し
    てなる半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、上記
    無機充填剤を1種以上の疎水性シラン化合物(a)と1
    種以上のシランカップリング剤(b)で処理したものを
    使用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。
  2. (2)疎水性シラン化合物(a)が一般式( I )Rn
    Si(OR′)_4_−_n( I ) で表され、シランカップリング剤(b)が一般式(II)
    YnSi(OR′)_4_−_n(II) (両式中、Rはアルキル基またはフェニル基を表し、R
    ′は水素原子または炭素数1〜5個のアルキル基を表し
    、Yはエポキシ基やアミノ基を有する一価の有機基であ
    り、nは1〜3の整数である)で表される特許請求の範
    囲第1項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
  3. (3)シラン化合物(a)とシランカップリング剤(b
    )の重量混合比が、シラン化合物(a)/シランカップ
    リング剤(b)=0.1〜10の範囲であり、かつシラ
    ン化合物(a)及びシランカップリング剤を無機充填剤
    に対して3重量%以下添加配合する特許請求の範囲第1
    項または第2項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
  4. (4)一般式( I ) RnSi(OR′)_4_−_n( I ) で表されるシラン化合物(a)が、Rに少なくとも1つ
    のフェニル基を有するシラン化合物である特許請求の範
    囲第2項または第3項記載の半導体封止用エポキシ樹脂
    組成物。
JP25051184A 1984-11-29 1984-11-29 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 Granted JPS61130326A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63202621A (ja) * 1987-02-18 1988-08-22 Matsushita Electric Works Ltd エポキシ樹脂成形材料
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US5571851A (en) * 1994-01-28 1996-11-05 J.M. Huber Corporation Reinforcing fillers for plastics systems
JP2007217683A (ja) * 2006-01-19 2007-08-30 Hitachi Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
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JP2016008280A (ja) * 2014-06-25 2016-01-18 味の素株式会社 樹脂組成物

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