JPS62246920A - 半導体封止用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】 （産業上の利用分野） 本発明は耐クラツク性、耐湿性が改善された半導体封止
用エポキシ樹脂組成物に関するものである０ （従来の技術） 近年、半導体素子、抵抗体、コンデンサー等の電子回路
部品は量産性が高（、かつ製造価格の安い合成樹脂、特
にエポキシ樹脂封止方式によって生産される様になって
きた。エポキシ樹脂封止方式は上記の如き利点がある半
面、エポキシ樹脂で封止された半導体成形品は従来のハ
ーメチックシールされたものと比べ耐クランク性、耐湿
性が若干劣る欠点がある。該成形品のパッケージ構造の
小型化、薄型化に伴い、この欠点は益々顕著になりつつ
ある〇 かかる従来のエポキシ系成形材料の欠点を改良すべ（、
官能基数２以下のシランカップリング剤およびシリコー
ンオイル又はシリコンゴムで改質する方法（特開昭５８
−５４８２４）、ポリエステルエラストマーで改質する
方法（特開昭５８−１８４２０４）。

合成ゴム状微粒子及びオルガノポリシロキサンで改質す
る方法Ｃ特開昭５９−９４４４２　）などが提案されて
いる。しかし、かかる方法によれば耐クラツク性は改良
されるものの耐湿試験においてアルミニウム配線腐食に
よる不良発生が増加するなどの耐湿性が低下するなどの
問題がちり、未だ満足できる改善は得られていない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
ある特定の合成ゴムを改質剤として使用することにより
、半導体封止用樹脂の耐湿性、耐クラツク性を著しく改
良した半導体封止用エポキシ樹脂組成ｖＩＪヲ提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） かくして本発明によれば、エポキシ樹脂、硬化剤、充て
ん剤及び改質剤等から成るエポキシ樹脂組成物において
、改質剤として金属含有ｉ１００ｐｐｍ以下、イオンク
ロマトグラフィーで測定し九イオン含有量が１００　ｐ
ｐｍ以下の共役ジエン系ゴム及びアクリルゴムの内の少
なくとも１種のゴムを使用することｔ％倣とする半導体
封止用エポキシ樹脂組成物が提供される。

本発明で使用する共役ジエン系ゴム及びアクリルゴムは
金属含有量が１　ｏ　ｏ　ｐｐｍ以下で、かつイオンク
ロマトグラフィーで測定したイオン含有量が１ｏ　ｏ　
ｐｐｍ以下であることが必要である。金属含有量及びイ
オン含有量が１００　ｐｐｍを超えると耐湿性及び耐ク
ラツク性が不充分となる。好ましくは８０　ｐｐｍ以下
である。

本発明で使用する共役ジエン系ゴムは１，３−ブタジェ
ン、２，３−ジメチルブタジェン、イーソグレン、１．
３−ペンタジェンなどの共役ジエン系モノマーの１種以
上の重合体、共役ジエンとこれと共重合可能な単量体、
例えばアクリロニトリル、メタクリレートリルなどの不
飽和ニトリル：スチレン、α−メチルスチレンなどの芳
香族ビニル化合物；アクリル酸、メタクリル酸、イタコ
ン酸、マレイン酸などの不飽和カルボン酸及びその塩；
メチルアクリレート、２−エチルへキシルアクリレート
、メチルメタクリレートのような前記カルボン酸のエス
テル；メトキシエチルアクリレート、エトキシエチルア
クリレート、メトキシエトキシエチルアクリレートのよ
うな前記不飽和カルボン酸のアルコキシアルキルエステ
ル：アクリルアミド、メタクリルアミド；Ｎ−メチロー
ル（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ’−ジメチロール（
メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）ア
クリルアミドのよりなＮ−置換（メタ）アクリルアミド
などのアミド系単量体；シアノメチル（メタ）アクリレ
ート、２−シアノエチル（メタ）アクリレート、２−エ
チル−６−シアノヘキシル（メタ）アクリレートなどの
（メタコアクリル酸シアノ置換アルキルエステル；アリ
ルグリシジルエーテル、グリシジルアクリレート、グリ
シジルメタクリレートなどのエポキシ基含有単量体など
の１８１以上との共重合体である。

本発明で使用するアクリルゴムはメチルアクリレート、
エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチル
へキシルアクリレート、メトキシメチルアクリレート、
エトキシエチルアクリレート　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　・衾牛＝！木などの
アクリル酸エステルの１種以上の共重合体ゴム、これら
のアクリル酸エステルの１８！以上と、これと共重合可
能なアクリル酸、モノメチルマレエート、マレイン酸、
メタクリル酸、前記の（メタ）アクリル酸シアン置換ア
ルキルエステル、ビニルグリシジルエーテル、アリルグ
リシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル、アク
リル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、ビニルア
セテート、エチレン、プロピレンナトのエチレン系不飽
和上ツマ−の１種以上との共重合ゴムなどのアクリル酸
エステル含有ゴム重合体である〇 本発明で使用する上記のゴムは液状の重合体（分子鎖端
にカルボキシル基、水酸基、エポキシ基等の官能ａｔ有
するものでも、有さぬものでもよい。）であっても、高
分子量の固形重合体であっても良い。具体的な重合体と
しては、ポリブタジェンゴム、ポリイソプレンゴム、ス
チレン−ブタジェン共重合ゴム（ランダム及びブロック
）、スチレン−イソプレン共重合ゴム（ランダム及びブ
ロック）、ブタジェン−アクリロニトリル共重合ゴム、
イソプレン−ブタジェン−アクリロニトリル共重合ゴム
、インプレン−アクリロニトリル共重合ゴム、ブタジェ
ン−メチルアクリレート−アクリロニトリル共重合ゴム
、ブタジェン−アクリル酸−アクリロニトリル共重合ゴ
ム、ブタジェン−エチレン−アクリロニトリル共重合ゴ
ム、ブテルアクリレートーエトキシエチルアクリレート
ニビニルクロロアセテートーアクリロニトリル共重合ゴ
ム、プチルアクリレートーエトキ７エチルアクリレート
ービニルノルボーネンーアクリロニトリル共重合ゴム、
ブチルアクリレート−エチルアクリレート−グリシジル
エーテル共重合ゴム、エチルアクリレート−ブチルアク
リレート−アクリル酸共重合ゴム、エチレン−メチルア
クリレート共重合ゴム、エチレン−メチルアクリレート
−モノメチルマレエート共重合ゴム、エチレン−メチル
アクリレート−ビニルアセテート共重合ゴムなどが例示
できる。特に好ましいのは不飽和ニトリル−共役ジエン
系ゴム、不飽和ニトリル基含有アクリルゴムである０本
発明においては該ゴムの製造方法は特に限定さ′れず、
上記の要件を満たすものであればどのような方法でもよ
い。例えば、通常の乳化重合核共重合ゴムを精製して金
属含有量及びイオン含有量を所定の範囲にする方法、乳
化剤を極力低減させて乳化重合により該共重合ゴムを得
る方法、乳化剤も溶媒も使用しない塊状重合により該共
重合ゴムを得る方法、溶液重合を用いる方法などが示さ
れる。この様な金属含有量１１００ｐｐ以下及びイオン
含有量１００　ｐｐｍ以下の本発明のゴムの使用量はエ
ポキシ樹脂１００重量部当り１〜５０重量部である。１
重量部未満では耐クラツク性は改善されず、又５０重量
部を超えると成形時における流動性が低下する。好まし
くは１５〜５０１盆部である。

本発明で使用できるエポキシ樹脂は、特に限定されたも
ので、はな（、公知のエポキシ化合物が広（使用できる
０例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦルゾル
シノール、フェノールノボラック、クレゾールノボラッ
クなどのフェノール類のグリシジルエーテル、ブタンジ
オール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コールなどのアルコール類のグリシジルエーテル、フタ
ル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸などのカル
ボン酸類のグリシジルエステル、アニリン、イソシアネ
ート類などの窒素原子に結合した活性水素をグリシジル
基で置換したものなどのグリシジル型（メチルグリシジ
ル型も含む）エポキシ樹脂、分子内のオレフィン結合を
過酸等でエポキシ化して得られるビニルシクロヘキセン
ジエボキシド、３．４−エポキシシクロへ、キシルメチ
ル−３゜４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
、２−（５，４−エポキシ）シクロヘキシル−５゜５−
スピロ（３，４−エポキシ）シクロヘキサン−ｍ−ジオ
キサンなどのいわゆる脂環型エポキシドなどが用いられ
る◎また、硬化剤としては公知のエポキシ樹脂用硬化剤
を用いることができる◇例えば、無水マレイン酸、無水
フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水へキサヒト
ミフタル酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸
、無水メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無
水メチルテトラヒドロフタル酸、テトラクロロ無水フタ
ル酸、無水エンドジクロロメチレンテトラクロロフタル
酸、テトラブロモ無水フタル酸、無水トリメリット酸、
シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水
物などのいわゆる酸無水物硬化剤、ジアミノジフェニル
メタン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェ
ニルスルホン、ベンジジン、ジアニシジン、フェニ。

レンジアミン、メチレンビス（０−クロロアニリン）、
３．３’−ジカルボキシルベンジジン、３゜３′−ジカ
ルボキシルジアミノジフェニルメタンなどの芳香族アミ
ン、フェノールノボラック、クレゾールノボラックや、
フェノール、クレゾール等とパラキシリレンジメトキサ
イドとの結合物、フェノール、クレゾール等トシフェニ
ルエーテル、ホルムアルデヒドとの縮合物などの多価フ
ェノール性水酸基を有するいわゆるフェノール系硬化剤
などがある。更に、エポキシ樹脂と反応してオキサゾリ
ドン＠を生成して硬化すると共に、それ自身が３を化し
てポリマー化するイソシアネート類、例えばトリレンジ
イソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、
水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサン−
１，６−ジイソシアネート、ナフタリンジイノシアネー
ト、ポリメチレンポリフェニレンポリインシアネート、
及び上記イソシアネートの２槍化ないし３量化したもの
などがある。また、ジアミノジフェニルメタン、ポリメ
チレンポリフェニレンポリアミンなどのアミンと無水マ
レイン酸から合成されるマレイミド類も、それ自身重合
することはもちろん、分子中に残存するアミド酸にエポ
キシ樹脂が反応して硬化するものであシ、エポキシ樹脂
の硬化剤として用いることができる。また、上記マレイ
ミド類とポリアミンの付加物も、エポキシ樹脂の硬化剤
として用いることができる。

硬化促進剤としては、エポキシ樹脂用として有用な公知
のものはすべて使用できる０例えば硬化剤がフェノール
系硬化剤の場合、脂肪族、あるいは芳香族第２級ないし
第３級アミンやイミダシリン類、イミダゾール類などの
含窒素へテロ環化合物などがあげられ、特にテトラ置換
ホスホニウム・テトラ置換ボレート、テトラ置換アルソ
ニウム・テトラ置換ボレート、テトラ置換アンモニウム
・テトラ置換ボレート、各種イミダゾール化合物のボレ
ート及びジメチルアミノエタノールと酸無水物との反応
生成物を使用するのが好ましいｏ″！またこれらは２ａ
以上併用してもよい。

また、本発明に使用するエポキシ樹脂組成物には、トラ
ンジスタ、工Ｏ，ＬＢ工等の半導体封止成形品をトラン
スファ成形するために無機光てん剤を配合することが好
ましい。無機光てん剤としては、例えば炭酸カルシウム
、シリカ粉、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸カルシウム、
石英ガラス粉、タルク、クレー、マイカ、ガラス繊維粉
などが有用であり、これらは、必要に応じて２種以上併
用してもよい。また、その他の添加剤として、離型剤、
着色剤、宍面カップリング剤、難燃助剤などを配合して
もよい。

本発明に使用するエポキシ樹脂組成物を成形材料に調製
するに当っては、公知の方法に従えばよ（、例えば固状
の成分材料をそれぞれ粉砕し、次いで所望の割合で十分
に混合する。混合には、ミキシングロール機、ニーダ−
、リボンミキサー、ボールミルなど慣用の混機械を使用
でき得られた混合物は、そのままトランスファ成形に適
用できる。

（発明の効果） 本発明は、耐湿性、耐クラツク性を改良した半導体封土
用エポキシ樹脂組成物を提供するもので、電子様器部品
の大容址化等を可能にし、産柔上極めて有用である。

（実施例〕 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。

実施例１ 改質剤として塊状重合法で得た、金属含有量３ｐｐｍ及
びイオン含有量１０ｐｐｍのアクリロニトリ−ブタジェ
ン共重合ゴム（ＮＢＲ１結合アクリロニトリル量４０重
量％）を使用し、下記の配合処方に従って、これらの材
料ｔ−１０インチのミキシングロールで７０〜８０℃で
７分間混練し、エポキシ樹脂成形材料を調製した〇 エポキシ樹脂（エポキシ当ｔ２２０．ＫＯＯＮ１０２日
本化薬社製）　　　　１００重量部 フェノールノボラック樹脂（平均分子１−８００）　　
　５０　　＃２−ウンデシルイミダゾール　　　　　　
　　５　〃カルナバワックス　　　　　　　　　　　　
　３重量部石英ガラス粉　　　　　　　　　　　４１０
　〃ｒ−グリシドキシグロピルトリメトキシシラン（Ａ
−１８７日本ユニカー社製） 三酸化アンチモン　　　　　　　　　　５　〃テカフロ
ムジフェニルエーテル　　　　　　１０　〃カーボンブ
ラック　　　　　　　　　　　　　３　〃改質剤（ＮＢ
Ｒ）　　　　　　　１〜５０＃次に得られた成形材料で
耐り２ツク性評価用工Ｃ及び耐湿性評価用工Ｃを１７５
℃、　　６０１ｙ／ｃ＊”２．５分の成形条件で成形し
て樹脂封止型半導体装置を得、耐クラック性、耐湿性を
測定するとともに、体積固有抵抗２曲げ弾性率、ガラス
転移温度（Ｔｇ）などの緒特性も測定した。同様に市販
の４種のゴム（第１表参照）についても測定した。

その結果を第１表に示した。

尚、試験法は下記の通シである。

（１１スパイラルフロー（ｃｍ）：　ＫＭＭ工規格に準
じた金型を使用し成形温度１７５℃成形圧カフ０ゆ／１
黛で測定 （２）体積固有抵抗（Ω−１）：Ｊ工５Ｋ−６９１１に
準じた試験片（１ｏｏｍｍφ）を作製し測定（３）　　
ガラス転移点Ｔｇ　（”Ｑ）　：　ＡＳＴＭ　Ｄ　−６
９６の測定法により線膨張率の屈曲点から測定（４）　
　弾性率（ゆ／が）：Ｊ工Ｓλ−６９１１に準じた曲げ
試験片（１０酩Ｘ８０１１！１１Ｘ４謁）を作製し測定 （５）　　耐クランク性＝１７５℃、６０に！ｇ／工１
，２．５分で成形した模擬素子を取付けた小形薄形工Ｃ
成形品を使用し、−６５℃１５分、＋１ｓｓ’Ｃ１５分
（フロリナート液浸せき）を１サイクルとした試験条件
で熱衝撃試験を１０００サイクル行いその時のクラック
発生数によシ調べた０ （６）耐湿性ニアルミニウム模擬素子を１６ビンの工Ｃ
フレームに取付けた後トランスファ成形によシ封止し、
１２１℃、２気圧の水蒸気中に放置し時間の経過とアル
ミニウム腐食による不良の発生状況によフ調べた０ また、ポリマー中の金属含有量、イオン含有量の測定法
は下記の通りである０ ｆｉｌ　　金属含有量（ｐｐ−）：原子吸光装置（日立
製作所　型式２８０−５０）を用い、Ｌｌ、Ｎａ＋に＋
Ｍ　ｇｌＣａ　＋　Ａ　ｌ　＋　Ｓ　ｎ　＋　Ｃｕ　＋
　Ｚ　ｎ　＋　ｌ’　ｅを対象金属として測定した０こ
れらの測定値の合計をいう０ （２）　　イオン含有ｔ　（ｐｐ−）　：イオンクロマ
トグラフイー（ダイオネツクス社　型式２０００ｔ。

カラムＨＰ工Ｃ！−ＡＳ１〜５及びＥ［Ｐ工Ｃ−Ｃ！！
３１〜２、検出器電気伝導度検出器）を用い測定した。

これらの測定値の合計をいう０ （３）　　結合アクリロニトリルｔ（重量％）：Ｊ工５
Ｋ６３Ｂ４　に準じ測定０ 実施例２ 塊状重合法で得た金属含有量７　Ｐｐｍｔ　　イオン含
有ｉ１５ｐｐｍのＮＢＲ（結合アクリロニトリル量３５
重ｆｔ％〕に、通常の乳化重合法で得た金属含有５１８
００　ｐｐｍ、イオン含有量３５０　ｐｐｍのＮＢＲ（
結合アクリロニトリル量３５重量％）を混合し、金属含
有量、イオン含有量を変量した。これらのゴムを改質剤
として２５重量部使用する以外は全て同じ条件で実施例
１を繰り返し、ｆｇ２表に示す結果を得た。

実施例３ 塊状重合法によシブクジエン／メタアクリル酸／アクリ
ロニトリル（５５１５／４０重量慢〕の三元共重合体〔
金属含有量５　ＰＰｍｙ　イオン含有量１２　ｐｐｍ　
　ＮＢＸＲ（Ｉ）と略す〕を調製した。また通常の乳化
重合法でＮＢＸＲ（■）と同一組成の三元共重合体（金
属含有量１１０９０ｐｐ＋　　イオン含有量４３０　ｐ
ｐｍ　　ＮＢＸＲＱＩ）と略す）を調製した。これらの
ゴムを改質剤として２５重量部使用する以外は全て同じ
条件で実施例１金繰り返し、第３表に示す結果を得た。

第３表 実施例４ 塊状重合法によシ、エチルアクリレート／ブチルアクリ
レート／アクリロニトリル（５０／４０／１０重ｉ％）
の三元共重合体（金属含有量５ｐｐｍ＋イオン含有童１
０　ｐＩ）ｍ　　ＸＡＲＱ）と略す）を調製した。また
通常の乳化重合法でＸＡＲＱ）と同一組成の三元共重合
体（金属含有量９８９　ｐＰ”＋　イオン含有ｉｔ５８
０　ｐｐｍ　　ＭＡＲ（ＩＩ）と略す）を調製した。こ
れらのゴムを改質剤として２５！量部使用する以外は全
て同じ条件で実施例１を繰夛返し、第４表に示す結果を
得た〇 第４表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エポキシ樹脂、硬化剤、充てん剤及び改質剤等から成る
   エポキシ樹脂組成物において、改質剤として金属含有量
   １００ｐｐｍ以下、イオンクロマトグラフィーで測定し
   たイオン含有量が１００ｐｐｍ以下の共役ジエン系ゴム
   及びアクリルゴムの内の少なくとも１種のゴムを使用す
   ることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。