JPS6218565B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は半導体素子を封止するための耐湿性に
すぐれたエポキシ樹脂組成物に関する。 さらに詳しくは、エポキシ樹脂組成物を構成す
る無機充てん剤の表面を疎水基を有するシラン化
合物で処理し撥水性を発現させ水分の内部浸透を
制御するとともに、エポキシ樹脂と強固に結合さ
せるため樹脂と反応する基を有するシランカツプ
リング剤で充てん剤表面を処理することにより、
耐湿性、化学結合性にすぐれたエポキシ樹脂組成
物に関する。 従来、半導体素子は、外部環境や機械的衝撃か
ら保護するため、気密封止や樹脂封止によりパツ
ケージを施して用いられている。現在では一部の
特殊用途を除き、技術と価格の両面からエポキシ
樹脂による樹脂封止が主流となつている。 しかしながら樹脂封止は気密封止に比べて耐湿
性に劣るという欠点を有しており、半導体素子の
アルミ配線やパツドの腐食を惹き起す。この原因
としては封止材料に含まれている不純イオン、あ
るいは加水分解性塩素の溶出が耐湿試験で起り、
これらが内部に浸透し、半導体素子にいたり腐食
を起すためである。 したがつて樹脂封止の耐湿性を向上させるため
には、これら不純物イオンの内部浸透を阻止する
ことが重要であるが、不純物イオンの完全な除去
は樹脂製造上困難であり、実質的に不可能であ
る。したがつて樹脂封止における耐湿性向上には
不純物イオンの内部浸透を防止することが大きな
ポイントとなる。 本発明者らは樹脂封止に用いられるエポキシ樹
脂組成物中の無機充てん剤表面に撥性を具備させ
ることにより、不純物イオンとの内部浸透を防止
することができ、しかもこれら撥水性を具備した
無機充てん剤とエポキシ樹脂組成物中のエポキシ
樹脂との結合を強固に維持せしめる方法を見出
し、本発明を完成するにいたつた。 すなわち本発明はエポキシ樹脂、硬化剤、無機
充てん剤および界面処理剤を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、界面処理剤
が一般式（）、（）および（）： RSi（OR₁）₃ （） RR′Si（OR₁）₂ （） RR′R″Si（OR₁） （） （式中、Ｒ、R′およびR″は炭素数１〜６個のアル
キル基またはフエニル基を表わし、R₁は炭素数
１〜５個のアルキル基を表わす）で示される分子
中に疎水基を有するシラン化合物(A)のうちの少な
くとも１種と、一般式（）： YSi（OR₁）₃ （） （式中、Ｙはオキシラン環を有する１価の有機
基、R₁は前記と同じ）で示されるシランカツプ
リング剤(B)とが(A)／(B)＝0.3〜10の重量割合で混
合されてなるものであり、かつこの混合物が無機
充てん剤に対し0.15〜２重量％の範囲で配合さ
れ、エポキシ樹脂−無機充てん剤界面を制御する
ことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成
物に関するものである。 疎水基を有するシラン化合物(A)と樹脂と反応す
る基を有するシランカツプリング剤(B)を前記所定
の混合比および配合量で混合添加することによ
り、無機充てん剤表面に撥水性を発現させ、水分
の内部浸透を防止し、なおかつ樹脂と強固に化学
結合せしめて高い機械的強度を有する半導体封止
用エポキシ樹脂組成物がえられる。 前記無機充てん剤に対する配合量が0.15重量％
未満では水分の内部浸透を充分に防止することが
できず、腐食性抑制効果が低下する。また無機充
てん剤に対する配合量が2.0重量％より多いばあ
いには過剰のシラン化合物およびシランカツプリ
ング剤が腐食を促進させ、いずれも好ましくな
い。 一方、シラン化合物(A)とシランカツプリング剤
(B)との混合割合が(A)／(B)＝10より大であるとエポ
キシ樹脂との結合が起りにくくなり、機械的強度
が著しく低下し、腐食抑制効果が低下する。また
混合割合が(A)／(B)＝0.3未満であると無機充てん
剤表面の撥水性に劣り、腐食抑制効果が低く、い
ずれも好ましくない。 したがつて、本発明はシラン化合物(A)とシラン
カツプリング剤(B)を(A)／(B)＝0.3〜10の重量割合
で混合し、かつこの混合物が無機充てん剤に対し
0.15〜２重量％の範囲で配合されるばあいにのみ
達成される。 本発明に用いられる分子中に疎水基を有する一
般式（）、（）および（）で示されるシラン
化合物(A)としては、たと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、ジメチルジエトキシシラン、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、フエニルト
リメトキシシラン、フエニルトリエトキシシラ
ン、フエニルジメチルエトキシシラン、トリフエ
ニルメトキシシランおよびフエニルトリペントキ
シシランなどがあげられる。 また、本発明に用いられる一般式（）で示さ
れるシランカツプリング剤(B)としては、たとえば
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
β−（３・４−エポキシシクロヘキシル）エチル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル
トリベントキシシランなどがあげられる。 本発明における無機充てん剤としては、たとえ
ば結晶性シリカ粉、溶融シリカ粉、ガラス繊維お
よびアルミナなどがあげられ、エポキシ樹脂100
重量部に対し100〜600重量部程度の使用が好まし
い。 本発明において用いられるエポキシ樹脂として
は、たとえばビスフエノールＡ型エポキシ樹脂、
フエノールノボラツク型エポキシ樹脂、クレゾー
ルノボラツク型エポキシ樹脂あるいは脂環式エポ
キシ樹脂など分子中にエポキシ基を２個以上有す
るものが好ましく、これらのうち１種もしくは数
種を併用して用いることができる。 硬化剤としてはたとえばメチルヘキサハイドロ
無水フタル酸およびメチルテトラハイドロ無水フ
タル酸など室温において液状の硬化剤がもつとも
好適に用いられる。しかしながらこれら液状の硬
化剤に限定されるものではなく、無水フタル酸、
テトラハイドロ無水フタル酸、ヘキサハイドロ無
水フタル酸などの固形酸無水物、フエノールノボ
ラツクなどのフエノール系硬化剤あるいはアミン
系硬化剤なども用いることができる。 このほか本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組
成物には、さらに硬化促進剤、離型剤、着色剤、
難燃剤などを必要に応じて適宜添加配合すること
が可能である。硬化促進剤としてはたとえばイミ
ダゾール化合物および第３級アミンなどがあげら
れ、離型剤としては天然ワツクス類、合成ワツク
ス類、直鎖脂肪酸の金属塩、エステル類、酸アミ
ド類があげられる。さらに難燃剤としては臭素化
エポキシ樹脂と三酸化アンチモンの組み合せが好
適に用いられ、着色剤としてはカーボンブラツク
などがあげられる。 つぎに本発明の実施例および比較例をあげて説
明する。 実施例および比較例 エポキシ樹脂、難燃剤、硬化剤、離型剤、無機
充てん剤、着色剤および硬化促進剤を、第１表に
示す組成で配合した。えられた樹脂組成物に、シ
ラン化合物(A)およびシランカツプリング剤(B)を第
２表のａ〜ｈおよび比較のためにｖ〜ｈで示す量
で第３表に示す組合せにしたがつて配合し、本発
明および比較用の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物をそれぞれ72例および45例調製した。 これらを170℃、３分間の成形条件で耐湿性評
価用シリコン素子をモールドしたのち、180℃で
８時間加熱、硬化させ耐湿試験用試料をえた。 耐湿試験は121℃、２気圧の条件でPCT
（Pressure Cooker Test）を行ない、不良発生時
間を調べた。 なお、第２表における重量％は無機充てん剤に
対するシラン化合物(A)およびシランカツプリング
剤(B)の重量％である。

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】 第３表からわかるように、本発明の半導体封止
用エポキシ樹脂組成物は耐湿性が非常にすぐれて
おり、半導体素子の封止用エポキシ樹脂組成物と
してきわめて有用であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エポキシ樹脂、硬化剤、無機充てん剤および
   界面処理剤を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、界面活理剤が一般式
   （）、（）および（）： RSi（OR₁）₃ （） RR′Si（OR₁）₂ （） RR′R″Si（OR₁） （） （式中、Ｒ、R′およびR″は炭素数１〜６個のアル
   キル基またはフエニル基を表わし、R₁は炭素数
   １〜５個のアルキル基を表わす）で示される分子
   中に疎水基を有するシラン化合物(A)のうちの少な
   くとも１種と、一般式（）： YSi（OR₁）₃ （） （式中、Ｙはオキシラン環を有する１価の有機
   基、R₁は前記と同じ）で示されるシランカツプ
   リング剤(B)とが(A)／(B)＝0.3〜10の重量割合で混
   合されてなるものであり、かつこの混合物が無機
   充てん剤に対し0.15〜２重量％の範囲で配合され
   てなることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹
   脂組成物。