JPS62297313A - 熱硬化性樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属の防食被覆材として有用な熱硬化性樹脂
組成物、並びに高温高湿下において、信頼性の高い動作
が可能な樹脂封止型半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

電気機器用途の絶縁材料、電子部品用途の被覆材、封止
材などには、主としてエポキシ系材料が用いられている
。これらの製品は、小型軽量化。

高性能化、高信頼度化の要求と共に、難燃化が求められ
ており、その適用材料にも、耐熱性、耐湿性の付与と共
に難燃化の付与も必須となっている。

従来、難燃化の方法は、種々提案されているが。

ハロゲン含有化合物の添加、二酸化アンチモンの添加、
あるいは、両者の併用が、主として講じられてきた。し
かし、このような手法は、電気機器、あるいは、電子部
品に用いられているインサート金属の腐食促進の原因と
なると云われており、難燃化と耐熱性、耐湿性とのバラ
ンス化が大きな課題としてクローズアップされている。

特に、樹脂封止型半導体装置（例えば、メモリＬＳＩな
ど）では、素子上の金属（ＡＱ）配線の微細化の進展に
伴い、難燃化剤による腐食断線故障、信頼性の低下が大
きな問題であり、その解決が長年にわたって検討されて
きた。

しかし、従来、樹゛脂封止型ＬＳＩの耐湿信頼性向上法
としては、エポキシ樹脂、硬化剤などの素材の高純度化
が主な方策であり、難燃化剤、特に、二酸化アンチモン
に対する対応に有効なものが見出せずに、ＬＳＩの信頼
性向上を図る上の一つのネックとなっている。

【発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、金属の腐食抑止効果が大きな蒸燃性の
熱硬化性樹脂組成物を提供すること、更に、樹脂組成物
で封止した、高温高湿中に長時間放置しても信頼性の高
い動作が可能な樹脂封止型半導体装置を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、下記の手法により達成される。その要旨は
、 （１）ピロガロールおよび／またはピロガロール誘導体
と、多官能エポキシ化合物、硬化剤とを含むことを特徴
とする熱硬化性樹脂組成物。

（２）　（１）でピロガロール誘導体がピロガロール・
アセトン樹脂であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成
物。

（３）ピロガロールおよび／またはピロガロール誘導体
と、多官能エポキシ化合物、硬化剤とを含む樹脂組成物
で封止および／または被覆してなることを特徴とする樹
脂封止半導体装置。

（４）硬化剤が、フェノール・ホルマリン縮金物である
ことを特徴とする（３）の樹脂封止型半導体装置である
。

〔作用〕

本発明において、ピロガロールおよび／またはピロガロ
ール誘導体とは、ピロガロール、ピロガロール・アセト
ン樹脂、ピロガロール変性フェノール・ホルマリン縮金
物であり、これらには、ピロガリット、没食子酸、フロ
ログルシン、プベルリン酸、プベルロン酸などを併用し
て用いることが出来る。ピロガロールおよび／またはピ
ロガロール誘導体は、難燃化剤である二酸化アンチモン
の金属（例えば、ＡＱへの腐食促進作用をｓｂイオンを のように取り込むことにより、抑えるものである。

ピロガロールおよび／またはピロガロール誘導体の添加
量、配合量は、特に限定するものではないが、樹脂組成
物全体に対して、０．１〜３０重量パーセントで用いれ
ば、本発明の効果を発揮しうる。

本発明に於いて、多官能エポキシ化合物とは、例えば、
ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、ブタジエン
ジエポキシド、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル
−（３，４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレー
ト、ビニルシクロヘキサンジオキシド、４．４’−ジ（
１，２−エポキシエチル）ジフェニルエーテル、４．４
’　−（１，２−エポキシエチル）ビフェニル、２，２
−ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロパン、
レゾルシンのグリシジルエーテル、フロログルシンのジ
グリシジルエーテル、メチルフロログルシンのジグリシ
ジルエーテル、ビス−（２゜３−エポキシシクロペンチ
ル）エーテル、２−（３，４−エポキシ）シクロヘキサ
ン−５，５−スピロ（３，４−エポキシ）−シクロヘキ
サン−ｍ−ジオキサン、ビス−（３，４−エポキシ−６
−メチルシクロヘキシル）アジペート、Ｎ、Ｎ’−ｍ−
フェニレンビス（４，５−エポキシ−１゜２−シクロヘ
キサン）ジカルボキシイミドなどの二官能性のエポキシ
化合物、Ｎ、Ｎ−ジグリシジル−ｐ−アミノフェノール
のグリシジルエーテル。

ポリアリルグリシジルエーテル、１，３．５−トリ（１
，２−エポキシエチル）ベンゼン、２゜２’　、４．４
’　−テトラグリシドキシベンゾフェノン、テトラグリ
シドキシテトラフェニルエタン、フェノールホルムアル
デヒドノボラックのポリグリシジルエーテル、グリセリ
ンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパン
のトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンの
トリグリシジルエーテルなど三官能性以上のエポキシ化
合物が用いられる。

次に、フェノールとアルデヒドとの縮合反応物は、各種
のフェノール系化合物とアルデヒド系化合物とを、酸性
若しくは塩基性触媒の存在下で。

付加縮合反応させることにより生成される樹脂類が使用
され、特に、フェノール、クレゾールなどとホルムアル
デヒドとを用いて、酸性触媒反応によって合成されるノ
ボラック型樹脂が有用である。

これらのノボラック型樹脂の合成反応の際に、ピロガロ
ール、没食子酸などを添加して変性樹脂として用いるこ
とも出来る。

更に、本発明では、熱硬化性樹脂組成物の硬化反応を促
進する目的で各種の触媒を添加することができ、この触
媒には、例えば、トリエタノールアミン、テトラメチル
ブタンジアミン、テトラメチルペンタンジアミン、テト
ラメチルヘキサンジアミン、トリエチレンジアミン及び
ジメチルアニリン等の第三級アミン、ジメチルアミノエ
タノール及びジメチルアミノペンタノール等のオキシア
ルキルアミン並びにトリス（ジメチルアミノメチル）フ
ェノール及びメチルモルホリン等のアミン類を適用する
ことができる。

また、同じ目的で、触媒として１例えば、セチルトリメ
チルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモ
ニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムア
イオダイド、トリメチルドデシルアンモニウムクロライ
ド、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムクロラ
イド、ベンジルジメチルバルミチルアンモニウムクロラ
イド、アリルドデシルジメチルアンモニウムブロマイド
、ベンジルジメチルステアリルアンモニウムブロマイド
、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド及びベ
ンジルジメチルテトラデシルアンモニウムアセテート等
の第四級アンモニウム塩を適用することができ、更には
、２−ウンデシルイミダゾール、２−メチルイミダゾー
ル、２−エチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダ
ゾール、２−メチル−４−エチルイミダゾール、１−ブ
チルイミダゾール、１−プロピル−２−メチルイミダゾ
ール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シ
アノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチ
ル−２−ウンデシルイミダゾール。

１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−ア
ジン−２−メチルイミダゾール及び１−７ジンー２−ウ
ンデシルイミダゾール等のイミダゾール化合物、あるい
は、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、
トリエチルアミンテトラフェニルボレート、Ｎ−メチル
モルホリンテトラフェニルボレート、ピリジンテトラフ
ェニルボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾール
テトラフェニルボレート及び２−エチル−１，４−ジメ
チルイミダゾールテトラフェニルボレート等のテトラフ
ェニルボロン塩等が有用である。

上記の触媒はその二種以上を併用することもでき、その
量は、多官能性エポキシ化合物１００に対して、重量比
で、０．０１〜２０の範囲で用いればよい。

また、本発明のエポキシ樹脂組成物には、その用途、使
用目的に応じて、例えば炭酸カルシウム。

シリカ、アルミナ、チタニア、水酸化アルミニウム、ケ
イ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム。

ジルコン、ガラス、タルク、マイカ、黒鉛、アルミニウ
ム、銅、鉄などの粉末や短繊維状充てん剤。

脂肪酸及びワックス類等の離型剤、エポキシシラン、ビ
ニルシラン、ボラン系化合物及びアルキルチタネート系
化合物等のカップリング剤、そしてアンチモンやリンの
化合物及びハロゲン含有化合物のような薙燃剤を加える
ことができる。

本発明の熱硬化性樹脂組成物は、電気機器の絶縁材料を
はじめ、電子部品の被覆、封止用材料、あるいは、各種
金属インサートの成形、絶縁用材料として有用である。

特に、本発明の樹脂組成物は、半導体用の被覆封止用材
料として有用である。

また、本発明の半導体封止用樹脂組成物では。

フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂
、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂など公知の熱硬化型
樹脂をベースとしたものの他に、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリスルフィド。

ポリフルオライド、ポリエーテル、ポリエーテルスエー
テルケトン、ポリプロピレン、ポリエチレンなど公知の
熱可塑型樹脂をベースとしたものに、ピロガロールある
いは又は、ピロガロール誘導体を用いて、樹脂封止型半
導体装置を得ることも出来る。

〔発明の実施例〕

以下１本発明を実施例により更に具体的に説明するが本
発明はこれら実施例に限定されない。

実施例１〜６ エポキシ樹脂として、ＥＣＮ１２７３　（チバ社製、エ
ポキシ当量；２２５：）１００重量部、硬化剤としてノ
ボラック型フェノール樹脂、ＨＰ６０７Ｎ（日立化成社
製）ピロガロール変性フェノール樹脂、ピロガロール、
アセトン樹脂の三種類を第１表に記した所定量硬化促進
剤としてトリフェニルホスフィン３重量部、カップリン
グ剤としてエポキシシランＫＢＭ３０３　（信越化学社
製）２重量部、フィラーとして溶融石英ガラス粉３００
重量部を添加した人種類の配合物を作った。

次いで、これらの配合物は、７０〜８５℃の二本ロール
で、約８分間加熱混練した後、冷却、粗粉砕して、目的
の半導体封止用樹脂組成物を得た。

この封止用樹脂組成物を用いて２５６にビットＤ−ＲＡ
Ｍメモリ用ＬＳＩ　　（１６ピン）を、１８０”Ｃ，１
，５分ｔ　７０ｋｇ／ｃ＋ａ”の条件でトランスファ成
形して、それぞれ１００個の樹脂封止型半導体装置を得
た。

次いで、これらを１２１℃、２気圧の過飽和水蒸気釜（
フレラシャ・フッカ釜）中に放置した後、所定時間ごと
に取出して、ＬＳＩの電気的動作の異常の有無をチェッ
クした。それらの結果を第１表に示した。

第１表から明らかなように、本発明の樹脂組成物による
耐湿信頼性向上の効果は顕著である。ただし、ピロガロ
ール・アセトン樹脂、ピロガロール変性フェノール樹脂
の添加量が多過ぎると効果が劣ってくるので、それぞれ
の装置により、有効量が決定される。

〔発明の効果〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ピロガロールおよび／またはピロガロール誘導体と
   、多官能エポキシ化合物、硬化剤とを含むことを特徴と
   する熱硬化性樹脂組成物。 ２、前記ピロガロール誘導体が、ピロガロール・アセト
   ン樹脂であることを特徴とする特許請求範囲第１項記載
   の熱硬化性樹脂組成物。 ３、ピロガロールおよび／またはピロガロール誘導体と
   、多官能エポキシ化合物、硬化剤とを含む樹脂組成物で
   封止してなることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物を用
   いた半導体装置。 ４、前記硬化剤が、フェノール・ホルマリン縮合物であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の熱硬化
   性樹脂組成物を用いた半導体装置。