JPS5927945A - 半導体封止用液状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】 本発明は半導体素子を封止するための耐湿性にすぐれた
液状エポキシ樹脂組成物に関する。

さらに詳しくは、液状エポキシ樹脂組成物を構成する無
機充てん剤をシラン化合物により表面処理し、撥水性を
発現させるとともに、表面処理された無機充てん剤とエ
ポキシ樹脂との結合性を強固にするためシランカップリ
ング剤を配合した耐湿性、化学結合性にすぐれた液状エ
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ッケージを施されて
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組成物により樹脂封止さ
れたパッケージが汎用されている。

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
ッドの腐食をひき起す。この原因としては、樹脂組成物
中に含まれる不純物が水と反応してイオン化し、生成し
た不純物イオンとくに塩素イオンなどが腐食をひき起す
ためと考えられる。

樹脂組成物製造上不純物の完全な除去は困難であり、実
質的に不可能であるため、樹脂封止の耐湿性を向上させ
るには樹脂組成物を構成する樹脂−無機光てん剤の界面
で生じる不純物と水との反応を阻止することが大きなポ
イントとなる。

従来、樹脂−無機光てん剤の界面を制御し耐湿性を向上
させる方法として、固形のタブレット状の無機光てん側
表面を界面処理剤で直接処理し、これにエポキシ樹脂を
加熱したロールなどで混合し半導体封止用エポキシ樹脂
組成物を作製していた。

しかしながら界面処理剤の使用量を増加させるとエポキ
シ樹脂との結合性が劣化し、エポキシ樹脂組成物の機械
的強度が低下するため、界面処理剤の使用量は無機光て
ん剤に対しごくわずかしか用いることができず、このた
め無機光てん側表面に斑が生じ比較的短時間で耐湿性が
低下する原因となっていた。

本発明者らはかかる問題点に鑑み、界面処理剤として疎
水基な有する。シラン化合物を用い、無機光てん側表面
に撥水性を発現せしめるとともにエポキシ樹脂との結合
性を強固にするため、カップリング剤として界面処理剤
と同系統のシランカップリング剤を用いることにより、
耐湿性および化学結合性を大幅に強化しうろことを見出
し、本発明を完成するにいたった。

すなわち本発明は液状エポキシ樹脂、酸無水物、無機光
てん剤、シラン化合物およびシランカップリング剤を配
合してなる半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物におい
て、一般式（１）、（ＩＩ）および億）：Ｒ８１（ＯＲ
よ＞　３（１） ＲＲ’５ｉ（ＯＲよ＞２（ｎ） ＲＲ’ｕ”５ｔ（ｏＲ）　　　　億） （式中、Ｒ、Ｒ’およびＲ“は炭素数１〜６個のアルキ
ル基またはフェニル基を表わし、Ｒ工は水素原子または
炭素数１〜５個のアルキル基を表わす）で示されるシラ
ン化合物の少なくとも１種により表面処理された無機光
てん剤が、一般式（５）：％式％ （式中、Ｙはオキシラン環を有する１価の有機基、１′
Ｉ２は炭素数１〜５個のアルキル基を表わす）で示され
るシランカップリング剤とエポキシ樹脂と酸無水物との
混合物に添加配合されてなることを特徴とする半導体封
止用液状エポキシ樹脂組成物に関するものである。

また本発明のエポキシ樹脂組成物は液状であるためシラ
ン化合物により表面処理された無機光てん剤、シランカ
ップリング剤、エポキシ樹脂および酸無水物が均一に配
合される結果、無機光てん側表面の斑が消失し、耐湿性
が向上するという効果も有する。

シラン化合物（Ａ）とシランカップリング剤（Ｂ）の使
用割合は、（Ａ）　／　（Ｂ）　＝　０．３〜１００重
賞割合であることが好ましい。（Ａ）　／　（Ｂ）　＝
　１ｏ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（Ａ）／（Ｂ）＝０．３未満であると無機光
てん側表面の撥水性が劣り、腐食抑制効果が低下し、い
ずれも好ましくない。

シラン化合物（Ａ）とシランカップリング剤（Ｂ）の使
用量（Ａ）　＋　（Ｂ）は無機光てん剤の重量に対し０
．１５〜２．０％の範囲内であることが好ましく　０．
１５重足％未満では水分の内部侵透を充分に防止するこ
とができず腐食抑制効果が低下する。また２、０重量％
よりも多いばあいには過剰のシラン化合物（Ａ）および
シランカップリング剤（Ｂ）が高温高湿化で遊離し腐食
を促進させ、いずれも好ましくない。

本発明に用いられる分子内に疎水基を有する一般式（Ｉ
）、（ＩＩ）および（Ｉｌｌ）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、トリ
フェニルメトキシシラン、フェニルトリペントキシシラ
ン、トリフェニルシラノールなどがあげられ、無機充て
ん剤に対しヘンシェルミキサーなどにより直接表面処理
される。

一般式（５））で示されるシランカップリング剤（Ｂ）
としては、たとえばｒ−グリシドキシプロビルトリメト
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、ｒ−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１ｏ。

重量部に対し１００〜＋５００重１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
えば液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、液状フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂、液状クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂あるいは液状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種または数種を併用して用いることが
できる。

酸無水物としてはたとえば無水メチルヘキサハイドロフ
タル酸および（または）無水メチルテトラハイドロフタ
ル酸など液状の酸無水物が最も好適に用いられるが無水
７タル酸、無水テトラハイドロ７タル酸、無水ヘキサハ
イドロフタル酸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ックス類
、合成ワックス類、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プラ゛ンクなどがあげ
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１〜９および比較例１〜９ 無機充てん剤として溶融シリカ粉と結晶性シＩＪカ粉を
用い、ヘンシェルミキサーによりシラン化合物を直接処
理した。つぎにエポキシ樹脂と酸無水物を混合したもの
にシランカップリング剤を配合し均一に溶解させた混合
物をえた。この混合物に前記無機充てん剤を配合し、適
宜、硬化促進剤、離型剤、着色剤、齢燃剤を配合し、ニ
ーダを用し１４０°０で１０分間減圧混合し半導体封止
用液状エポキシ樹脂組成物をえた。第１表に各実施例の
組成割合を、第り表に各比較例の組成割合を示した。第
１表および第２表においてシラン化合物とシランカップ
リング剤は、無機充てん剤に対する重量％を表わし、他
は重量部を表わす。なお比較例３のエポキシ樹脂は固形
である。

第１表および第２表に示した半導体付土用エポキシ樹脂
組成物を用い、１７０°０．３分間の成形条件で耐湿性
評価用シリコン素子を成形した。さらにそれを１７０°
Ｏ％８時間、後硬化し耐湿試験用試料とした。

耐湿、試験はＰ（ＦＴ　（Ｐｒｅｓ８ｕｒｅ　Ｃｏｏｋ
ｅｒ　Ｔｅ５ｔ　）１２１°０１２気圧の条件で不良発
生時間を調べた。結果を第３表および第４表に示す。

参考例 参考例として市販品（固形トランスファーモールド用樹
脂）を用いてトランスファーモールドした耐湿性評価用
シリコン素子の耐湿試験（ＰＱＴ’。

１２１°ｏ、２気圧）の結果を第５表に示す。

第３表、第４表および第５表から明らかなように本発明
によってえられた半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、
耐湿性に非常にすぐれていることが判明した。

第　　　　４　　　　表 第　　　５　　　表 手続補正書、（自発） シ許庁長宮殿 事件の表示　　　　特願昭５７−１！＋７６５Ｂ号発明
の名称 牛導体封止用液状エポキシ樹脂組成物 補正をする者 代表者片由仁へ部 ′（理人 ５、補正の対象 （１）明細書の「発明の詳細な説明」の欄６、補正の内
容 （１）明細書６頁１２〜１６行の「と反応して」を「分
の影響で」と補正する。

（２）同６頁１９行の「で生じる不純物と水との反問を
「および樹脂中より侵入する不純物イオン」と補正する
。

（８）　同４頁２〜３行の「固形のタブレット状の」を
削除する。

（４）同４頁７〜９行の「界面処理剤の使用量を増加さ
せるとエポキシ樹脂との結合性が劣化し、エポキシ樹脂
組成物の機械的強度が低下するため、」を削除する。

（５）同１２〜１５頁の第１表および第２表を次のとお
り補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）液状エポキシ樹脂、酸無水物、無機充てん剤、シ
   ラン化合物およびシランカップリング剤を配合してなる
   半導体封止用液状エポ゛キシ樹脂組成物において、一般
   式（１）、（ＩＩ）および＠）：Ｒ５１（ＯＲよ）　３
   （Ｉ） 肺’５ｉ（ＯＲよ）２（ＩＩ） ＲＲ’　Ｒ”５ｉ（ＯＲ）　　　　（１）（式中、Ｒ，
   Ｒ’およびＲ／７は炭素数１〜６個のアルキル基または
   フェニル基を表わし、Ｒ工は水素原子または炭素数１〜
   ５個のアルキル基を表わす）で示されるシラン化合物の
   少なくとも１種により表面処理された無機充てん剤が、
   一般式 ％式％（） （式中、Ｙはオキシラン環を有する一価の有機基、Ｒ２
   は炭素数１〜５個のアルキル基を表わす）で示されるシ
   ランカップリング剤とエポキシ樹脂と酸無水物との混合
   物に添加配合されてなることを特徴とする半導体封止用
   液状エポキシ樹脂組成物。 （２）前記酸無水物が無水メチルテトラハイドロフタル
   酸および（または）無水メチルヘキサハイドロ７タル酸
   である特許請求の範囲第（１）項記載の半導体封止用液
   状エポキシ樹脂組成物。 （８）　前記シラン化合物（Ａ）とシランカップリング
   剤（Ｂ）が（Ａ）／　（Ｂ）　＝　０．３〜１０の重量
   割合で配合され、かつこの配合物が無機充てん剤に対し
   て０．１５〜２．０重量％の範囲で混合されてなるもの
   である特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載
   の半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物。