JP2003138103A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置Info
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- JP2003138103A JP2003138103A JP2001340533A JP2001340533A JP2003138103A JP 2003138103 A JP2003138103 A JP 2003138103A JP 2001340533 A JP2001340533 A JP 2001340533A JP 2001340533 A JP2001340533 A JP 2001340533A JP 2003138103 A JP2003138103 A JP 2003138103A
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Abstract
る半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 (A)エポキシ樹脂 (B)硬化剤 (C)無機充填材 (D)硬化促進剤 (E)分子中に2個以上のマレイミド基を有する化合物 (F)分子中に1個以上のアルケニル基を有するフェノ
ール化合物 (G)モリブデン酸亜鉛を無機充填材に担持したモリブ
デン化合物 (H)下記式で示されるホスファゼン化合物 【化1】 【効果】 本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂組
成物は、成形性に優れると共に、難燃性及び耐湿信頼性
に優れた硬化物を得ることができる。
Description
(Tg)が高く、難燃性及び耐湿信頼性に優れ、臭素化
エポキシ樹脂等の臭素化物、三酸化アンチモン等のアン
チモン化合物を含有しない硬化物を得ることができる半
導体封止用エポキシ樹脂組成物及び該樹脂組成物の硬化
物で封止した半導体装置に関する。
半導体デバイスは樹脂封止型のダイオード、トランジス
ター、IC、LSI、超LSIが主流であるが、エポキ
シ樹脂が他の熱硬化性樹脂に比べ成形性、接着性、電気
特性、機械特性、耐湿性等に優れているため、エポキシ
樹脂組成物で半導体装置を封止することが一般的であ
る。
イスの作動環境も厳しくなってきている。自動車用電子
部品分野においては、エンジン周りの電子制御化、シス
テムモジュール化が検討されており、更なる高耐熱性、
耐熱衝撃性の向上が要求されている。
通信の高周波数化に伴い、低誘電化及び耐熱性向上が要
求されている。このような要求をみたすため、従来のエ
ポキシ樹脂と高耐熱樹脂の複合材料が検討されている。
例えばマレイミド化合物をアルケニル基を介してエポキ
シ樹脂組成物中に取り込んだ熱硬化性樹脂が半導体封止
用エポキシ樹脂組成物としても検討されている。
えて、半導体装置には難燃性が要求されている。半導体
封止用エポキシ樹脂組成物中には、難燃性を高めるた
め、一般にハロゲン化エポキシ樹脂と三酸化アンチモン
とが配合されている。このハロゲン化エポキシ樹脂と三
酸化アンチモンとの組み合わせは、気相においてラジカ
ルトラップ、空気遮断効果が大きく、その結果、高い難
燃効果が得られるものである。
に有毒ガスを発生するという問題があり、また三酸化ア
ンチモンにも粉体毒性があるため、人体、環境に対する
影響を考慮すると、これらの難燃剤を樹脂組成物中に全
く含まないことが好ましい。
キシ樹脂あるいは三酸化アンチモンの代替として、従来
からAl(OH)3、Mg(OH)2等の水酸化物、赤リ
ン、リン酸エステル等のリン系難燃剤等の検討がなされ
てきている。しかし、Al(OH)3、Mg(OH)2等
の水酸化物は難燃効果が低いため、難燃組成とするため
には、エポキシ樹脂組成物中に水酸化物を多量に添加し
なければならず、その結果組成物の粘度が上昇し、成形
時にボイド、ワイヤー流れ等の成形不良が発生するとい
う問題がある。一方、赤リン、リン酸エステル等のリン
系難燃剤をエポキシ樹脂組成物に添加した場合、半導体
装置が高温高湿条件にさらされると、リン系難燃剤が加
水分解されてリン酸が生成し、このリン酸がアルミ配線
を腐食させ、信頼性を低下させるという大きな問題があ
った。
843244号公報には、赤リンの表面にSiXOY組成
からなる被覆層で被覆した化合物を難燃剤として使用し
たエポキシ樹脂組成物が提案されているが、上記の耐湿
信頼性は改善されていないのが現状である。また、例え
ば特開平10−259292号公報には、環状ホスファ
ゼン化合物を、充填材を除く配合成分の合計量に対し
て、リン原子の量が0.2〜3.0重量%となる量を使
用したエポキシ樹脂組成物も提案されているが、難燃性
を得るためには相当量をエポキシ樹脂組成物に添加する
必要があり、その場合は硬化性の低下並びに高温環境下
での電気抵抗性低下を引き起こす等の問題点があった。
臭素化エポキシ樹脂等の臭素化物、三酸化アンチモン等
のアンチモン化合物を含有せず、成形性に優れると共
に、難燃性及び耐湿信頼性に優れる硬化物を得ることが
できる、半導体封止用難燃性エポキシ樹脂組成物及び該
樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結
果、 (A)エポキシ樹脂 (B)硬化剤 (C)無機充填材 (D)硬化促進剤 (E)分子中に2個以上のマレイミド基を有する化合物 (F)分子中に1個以上のアルケニル基を有するフェノ
ール化合物 (G)モリブデン酸亜鉛を無機充填材に担持したモリブ
デン化合物 (H)下記平均組成式(1)で示されるホスファゼン化
合物 を必須成分とし、臭素化物、アンチモン化合物を実質的
に含まない半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、成形性
に優れると共に、難燃性、耐湿信頼性に優れる硬化物を
得ることができ、また該エポキシ樹脂組成物の硬化物で
封止された半導体装置が、難燃性、耐湿信頼性に優れる
ものであることを見出し、本発明をなすに至ったもので
ある。
O2,S,O,及びO(CO)Oから選ばれる基、Yは
OH,SH又はNH2、R1は炭素数1〜4のアルキル基
及びアルコキシ基,NH2,NR2R3並びにSR2から選
ばれる基で、R2,R3は水素原子又は炭素数1〜4のア
ルキル基である。d,e,f,nは、0≦d≦0.25
n、0≦e<2n、0≦f≦2n、2d+e+f=2
n、3≦n≦1,000を満足する数を示す。)
分を必須成分と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、及びこの半導体封止用エポキシ樹脂組
成物の硬化物で封止された半導体装置を提供する。
に、臭素化物、アンチモン化合物を実質的に含まないも
のである。一般に、エポキシ樹脂組成物中には、難燃性
を達成するため、臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモ
ンとが配合されているが、本発明のエポキシ樹脂組成物
は、この臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンとを使
用せずに、難燃規格であるUL−94、V−0を達成す
ることができるものである。
化アンチモンの代替として、従来からAl(OH)3、
Mg(OH)2等の水酸化物、赤リン、リン酸エステル
等のリン系難燃剤等が検討されている。しかしこれらの
公知の代替難燃剤は、特に高温において耐水性が弱く、
難燃剤自身が溶解、分解して、抽出水中の不純物イオン
を増加させるという共通の欠点があった。このため、臭
素化物、アンチモン化合物を実質的に含まない従来の難
燃性エポキシ樹脂組成物で封止された半導体装置を長時
間高温高湿下に放置すると、半導体装置のアルミ配線が
腐食し、耐湿信頼性が低下するという問題があった。
意検討を行った結果、難燃剤として、(G)モリブデン
酸亜鉛を無機充填材に担持したモリブデン化合物、及び
(H)平均組成式(1)で示されるホスファゼン化合物
の2種を併用した半導体封止用エポキシ樹脂組成物が、
前述のように抽出水中の不純物イオンを増加させること
もなく、成形性に優れ、難燃性及び耐湿信頼性に優れた
硬化物を得ることができることを見出したものである。
この場合、これら2種類の化合物は、いずれも耐水性が
高く、抽出水中の不純物イオンを増加させる作用がない
ものである。しかし、これらの化合物をそれぞれ単独で
使用した場合は、難燃効果が不十分であったり、エポキ
シ樹脂組成物の流動性が低下したり、あるいは硬化性が
低下したりする不都合があったが、本発明の難燃性エポ
キシ樹脂組成物は、難燃剤として、(G)モリブデン酸
亜鉛を無機充填材に担持したモリブデン化合物、及び
(H)平均組成式(1)で示されるホスファゼン化合物
の2種を併用したことにより、それぞれの添加量を最小
限に抑えることができるため、上述のような成形時の問
題点もなく、しかも難燃性及び耐湿信頼性に特に優れた
硬化物を得ることができるものである。
る。本発明のエポキシ樹脂組成物を構成する(A)エポ
キシ樹脂は特に限定されない。一般的なエポキシ樹脂と
しては、ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂、トリフェノールアルカン型エポキ
シ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含
有アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹
脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、複素環型エ
ポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ビスフェ
ノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキ
シ化合物、スチルベン型エポキシ樹脂等が挙げられ、こ
れらのうち1種又は2種以上を併用することができる
が、本発明においては臭素化エポキシ樹脂は配合されな
い。
1,000ppm以下、特に500ppm以下であり、
ナトリウム及びカリウムはそれぞれ10ppm以下とす
ることが好ましい。加水分解性塩素が1,000ppm
を超えたり、ナトリウム又はカリウムが10ppmを超
える場合は、長時間高温高湿下に半導体装置を放置する
と、耐湿性が劣化する場合がある。
れるものではない。一般的な硬化剤としては、フェノー
ル樹脂が好ましく、フェノールノボラック樹脂、ナフタ
レン環含有フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹
脂、トリフェノールアルカン型フェノール樹脂、ビフェ
ニル骨格含有アラルキル型フェノール樹脂、ビフェニル
型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、複素環型フ
ェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、ビス
フェノールA、ビスフェノールF等が挙げられ、これら
のうち1種又は2種以上を併用することができる。
トリウム及びカリウムをそれぞれ10ppm以下とする
ことが好ましい。ナトリウム又はカリウムが10ppm
を超える場合は、長時間高温高湿下に半導体装置を放置
すると、耐湿性が劣化する場合がある。
特に制限されないが、エポキシ樹脂中に含まれるエポキ
シ基1モルに対して、硬化剤中に含まれるフェノール性
水酸基のモル比が0.5〜1.5、特に0.8〜1.2
の範囲であることが好ましい。
る(C)無機充填材としては、通常エポキシ樹脂組成物
に配合されるものを使用することができる。例えば溶融
シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒化珪
素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化チタ
ン、ガラス繊維等が挙げられる。
機充填材の充填量は特に限定されないが、難燃性を高め
るためには、エポキシ樹脂組成物中に、成形性を損なわ
ない範囲で可能な限り多量に充填させることが好まし
い。この場合、無機充填材の平均粒径、形状として、平
均粒径5〜30μmの球状の溶融シリカが特に好まし
く、また、(C)成分の無機充填材の充填量は、
(A)、(B)、(E)、(F)、(H)成分の総量1
00重量部に対し、400〜1,200重量部、特に5
00〜1,000重量部とすることが好ましい。
の結合強度を強くするため、シランカップリング剤、チ
タネートカップリング剤などのカップリング剤で予め表
面処理したものを配合することが好ましい。このような
カップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジ
エトキシシラン、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等のエポキシシラン、N
−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N
−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等
のアミノシラン、γ−メルカプトシラン等のメルカプト
シランなどのシランカップリング剤を用いることが好ま
しい。ここで表面処理に用いるカップリング剤の配合量
及び表面処理方法については特に制限されるものではな
い。
化剤との硬化反応を促進させるため、(D)硬化促進剤
を用いる。この硬化促進剤は、硬化反応を促進させるも
のであれば特に制限はなく、例えばトリフェニルホスフ
ィン、トリブチルホスフィン、トリ(p−メチルフェニ
ル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、
トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、テトラ
フェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどのリ
ン系化合物、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミ
ン、α−メチルベンジルジメチルアミン、1,8−ジア
ザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7などの第3級
アミン化合物、2−メチルイミダゾール、2−フェニル
イミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール
などのイミダゾール化合物等を使用することができる。
一方、後述する(E)、(F)成分のマレイミド化合物
とアルケニルフェノール化合物の硬化促進剤としては、
過酸化ベンゾイル、ジクミルパーオキサイド等の過酸化
物、アゾイソブチロニトリル等のアゾ化合物のようなラ
ジカル開始剤を用いることができる。
であるが、上記リン化合物、第3級アミン化合物、イミ
ダゾール化合物等のエポキシ樹脂と硬化剤(フェノール
樹脂)との硬化反応促進用の硬化促進剤は、(A)、
(B)、(E)、(F)、(H)成分の総量100重量
部に対し0.1〜5重量部、特に0.5〜2重量部とす
ることが好ましい。一方、ラジカル開始剤の場合は同総
量100重量部に対し0.5〜5重量部が好ましく、特
に好ましくは0.1〜1重量部である。
マレイミド基を有する化合物の構造としては特に限定さ
れるものではなく、N,N’−4,4’−ジフェニルメ
タンビスマレイミド、N,N’−(3,3’−ジメチル
−4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミド等でよ
い。マレイミド化合物の添加量としては特に制限されな
い。エポキシ樹脂組成物中にマレイミド化合物が占める
割合が高ければ高いほどTgは上昇する。しかしなが
ら、(A)、(B)、(E)、(F)、(H)成分の合
計量100重量%に対し、60重量%より多くなると流
動性低下し、ワイヤー流れ等成形不良を起こす。またマ
レイミド化合物の融点が160℃以上であるため、溶融
混練り等も困難となるので、半導体封止材特性のバラン
ス面から30〜60重量%、特に50重量%付近が好ま
しい。
有するフェノール化合物としては、o,o’−ジアリル
−ビスフェノールA、o,o’−ジ(1−プロペニル)
−ビスフェノールA、o−アリルフェノールノボラック
樹脂、o−(1−プロペニル)フェノールノボラック樹
脂、トリスo−アリルフェノールアルカン型フェノール
樹脂、トリスo−(1−プロペニル)フェノールアルカ
ン型フェノール樹脂等が挙げられる。マレイミド基を含
む化合物との反応性を考慮すると、o,o’−ジ(1−
プロペニル)−ビスフェノールA、o−(1−プロペニ
ル)フェノールノボラック樹脂、o−(1−プロペニ
ル)フェノールアルカン型フェノール樹脂等、1−プロ
ペニル基を含有することが望ましい。
添加量としては特に限定されないが、マレイミド基1モ
ルに対して0.1〜1.0モル、特に好ましくは0.2
〜0.5モルが望ましい。
組成物は、(G)モリブデン酸亜鉛を無機充填材に担持
したモリブデン化合物を使用するものである。
ン酸亜鉛をエポキシ樹脂組成物中に均一に分散させるこ
とが好ましく、分散性を向上させるためには、予めモリ
ブデン酸亜鉛をシリカ、タルク等の無機充填材に担持し
たモリブデン化合物が最適である。モリブデン酸亜鉛を
担持させる無機充填材としては、溶融シリカ、結晶性シ
リカ等のシリカ類、タルク、アルミナ、窒化珪素、窒化
アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化チタン、酸化
亜鉛、ガラス繊維等が挙げられる。この場合、無機充填
材の平均粒径としては0.1〜40μm、好ましくは
0.5〜15μm、比表面積は0.5〜50m2/g、
好ましくは0.7〜10m2/gである。なお、本発明
において、平均粒径は、例えばレーザー光回折法等によ
る重量平均値(又はメディアン径)等として求めること
ができ、比表面積は、例えばBET吸着法により求める
ことができる。
持させたモリブデン化合物中のモリブデン酸亜鉛の含有
量は、5〜40重量%、特に10〜30重量%であるこ
とが好ましい。モリブデン酸亜鉛の含有量が少なすぎる
と十分な難燃効果が得られない場合があり、また多すぎ
ると成形時の流動性、硬化性が低下する場合がある。こ
のようなモリブデン酸亜鉛を無機充填材に担持したモリ
ブデン化合物としては、例えばSHERWIN−WIL
LIAMS社のKEMGARD1260,1261,9
11B,911C等が挙げられる。
酸亜鉛を担持させたモリブデン化合物の添加量として
は、(A)、(B)、(E)、(F)、(H)成分の総
量100重量部に対して3〜100重量部、特に5〜2
0重量部が好ましい。3重量部未満では十分な難燃効果
が得られない場合があり、また100重量部を超える
と、流動性、硬化性の低下を引き起こす場合がある。こ
の場合、モリブデン化合物中のモリブデン酸亜鉛自体の
添加量は、エポキシ樹脂と硬化剤との総量100重量部
に対して0.1〜40重量部、特に0.2〜16重量部
が好ましい。0.1重量部未満では十分な難燃効果が得
られない場合があり、また40重量部を超えると、流動
性、硬化性の低下を引き起こす場合がある。
シ樹脂組成物は、(H)下記平均組成式(1)で示され
るホスファゼン化合物を使用するものである。
O2,S,O,及びO(CO)Oから選ばれる基、Yは
OH,SH又はNH2、R1は炭素数1〜4のアルキル基
及びアルコキシ基,NH2,NR2R3並びにSR2から選
ばれる基で、R2,R3は水素原子又は炭素数1〜4のア
ルキル基である。d,e,f,nは、0≦d≦0.25
n、0≦e<2n、0≦f≦2n、2d+e+f=2
n、3≦n≦1,000を満足する数を示す。)
した本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂組成物
は、赤リン、リン酸エステル等のリン系難燃剤を添加し
たエポキシ樹脂組成物と比較して、熱水抽出特性に優
れ、耐湿信頼性に特に優れる硬化物を得ることができ
る。また、上記式(1)のホスファゼン化合物をモリブ
デン化合物と併用することにより、更に高い難燃効果を
得ることができる。
あるが、より好ましい範囲は3〜10である。合成上特
に好ましくはn=3である。d,e,fの比率は、0≦
d≦0.25n、0≦e<2n、0≦f≦2n、2d+
e+f=2nである。0.25n<dでは、ホスファゼ
ン化合物の分子間架橋が多いため、軟化点が高くなり、
エポキシ樹脂中に相溶しにくく、期待される難燃効果が
得られない。e,fの比率は、0≦e<2n、0≦f≦
2nであるが、難燃性と硬化性、高温保管時の電気抵抗
性を高いレベルで両立するためには0.67n≦e≦
1.33n、0.67n≦f≦1.33nが望ましい。
子供与性の基である。電子供与基の置換がない場合、Y
の求核性が低下するため、エポキシ基との反応性が低く
なる。そのため、式(1)のホスファゼン化合物の添加
量を増やした場合、硬化性の低下、高温時の電気抵抗性
の低下が生じる。また硬化性が低下すると熱分解され易
くなり難燃性が低下する。なお、Xが単結合である場
合、
アルコキシ基において、炭素数が増加すると難燃性が低
下する。従って、メチル基、メトキシ基、アミノ基、ジ
メチルアミノ基が望ましい。
の添加量は、(A)、(B)、(E)、(F)、(H)
成分の合計量100重量%に対し、2〜20重量%が好
ましい。添加量が2重量%未満では十分な難燃効果が得
られない場合があり、また20重量%を超えると、流動
性の低下を引き起こす場合がある。
組成物は、本発明の目的及び効果を発現できる範囲内に
限って、他の難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグ
ネシウム等の水酸化物、ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛等の無
機化合物、シリコーン系化合物を添加することもでき
る。但し、三酸化アンチモン等のアンチモン化合物は配
合されない。
組成物には、更に必要に応じて各種の添加剤を配合する
ことができる。例えば熱可塑性樹脂、熱可塑性エラスト
マー、有機合成ゴム、シリコーン系等の低応力剤、カル
ナバワックス、高級脂肪酸、合成ワックス等のワックス
類、カーボンブラック等の着色剤、ハロゲントラップ剤
等の添加剤を添加配合することができる。
組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材、その他
の添加物を所定の組成比で配合し、これをミキサ−等に
よって十分均一に混合した後、熱ロール、ニーダー、エ
クストルーダー等による溶融混合処理を行い、次いで冷
却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料とするこ
とができる。
止用難燃性エポキシ樹脂組成物は、各種の半導体装置の
封止用に有効に利用でき、この場合、封止の最も一般的
な方法としては、低圧トランスファー成形法が挙げられ
る。なお、本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂組
成物の成形温度は150〜180℃で30〜180秒、
後硬化は150〜260℃で2〜16時間行うことが望
ましい。
脂組成物は、成形性に優れると共に、難燃性及び耐湿信
頼性に優れた硬化物を得ることができる。しかも、臭素
化エポキシ樹脂、三酸化アンチモンをエポキシ樹脂組成
物中に含有しないので、人体、環境に対する悪影響もな
いものである。また、本発明の半導体封止用難燃性エポ
キシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置は、難
燃性、耐湿信頼性に優れたものであり、産業上特に有用
である。
ポキシ樹脂組成物の実施例と比較例を示し、本発明を具
体的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるもの
ではない。なお、式中のMeはメチル基である。
ナトリウム8.6g(214mmol)をTHF50m
lに懸濁させ、そこにフェノール19.8g(211m
mol)のTHF75ml溶液を滴下した。30分撹拌
後、ヘキサクロロトリホスファゼン12.0g(34.
5mmol)のTHF75ml溶液を滴下し、18時間
加熱還流を行った。溶媒を減圧留去し、メタノールを加
え、析出した結晶をメタノール、水で洗浄し、白色結晶
を23.8g得た。
サクロロトリホスファゼン13.0g(37.0mmo
l)、ヒドロキノン36.9g(335mmol)、シ
クロヘキサン150mlの混合物中に、ピリジン32.
4g(410mmol)を滴下した。22時間加熱還流
後、デカンテーションにより得られた下層の黄色シロッ
プ状物を80%酢酸80mlに溶解し、水500mlに
移して結晶を得た。その結晶をメタノールに溶かし、水
に移して結晶を得た。この操作を水が中性になるまで繰
返し、白色結晶を16.5g得た。
サクロロトリホスファゼン25.5g(73mmo
l)、メチルヒドロキノン121.8g(733mmo
l)、シクロヘキサン900mlの混合物中に、γ−ピ
コリン68.3g(733mmol)を滴下した。4時
間加熱還流後、デカンテーションにより得られた下層の
黄色シロップ状物を80%酢酸160mlに溶解し、水
500mlに移して結晶を得た。その結晶をメタノール
に溶かし、水に移して結晶を得た。この操作を水が中性
になるまで繰返し、淡茶色結晶を68.2g得た。
サクロロトリホスファゼン12.0g(35.0mmo
l)、メチルヒドロキノン25.8g(155mmo
l)、フェノール14.6g(155mmol)、シク
ロヘキサン150mlの混合物中に、ピリジン30.0
g(380mmol)を滴下した。16時間加熱還流
後、デカンテーションにより得られた下層の黄色シロッ
プ状物を80%酢酸80mlに溶解し、水500mlに
移して結晶を得た。その結晶をメタノールに溶かし、水
に移して結晶を得た。この操作を水が中性になるまで繰
返し、白色結晶を22.8g得た。
ナトリウム4.8g(119mmol)をTHF50m
lに懸濁させ、そこにフェノール10.2g(108m
mol)、4,4’−スルホニルジフェノール0.45
g(1.8mmol)のTHF50ml溶液を滴下し
た。30分撹拌後、ヘキサクロロトリホスファゼン1
2.5g(36.0mmol)のTHF50ml溶液を
滴下し、5時間加熱還流を行った。そこに、別途0℃で
水素化ナトリウム5.2g(130mmol)をTHF
50mlに懸濁させ、そこにフェノール11.2g(1
19mmol)のTHF50ml溶液を滴下し、更に1
9時間加熱還流した。溶媒を減圧留去後、クロロベンゼ
ンを加えて溶解し、5%NaOH水溶液200ml×
2、5%硫酸水溶液200ml×2、5%炭酸水素ナト
リウム水溶液200ml×2、水200ml×2で抽出
を行った。溶媒を減圧留去し、黄褐色結晶を20.4g
得た。
ナトリウム4.6g(114mmol)をTHF50m
lに懸濁させ、そこにフェノール9.7g(104mm
ol)、4,4’−スルホニルジフェノール0.40g
(1.7mmol)のTHF50ml溶液を滴下した。
30分撹拌後、ヘキサクロロトリホスファゼン12.5
g(36.0mmol)のTHF50ml溶液を滴下
し、5時間加熱還流を行った。溶媒を減圧留去後、シク
ロヘキサン150ml、メチルヒドロキノン57.3g
(345mmol)を加え、そこにピリジン27.3g
(345mmol)を滴下した。18時間加熱還流した
後、デカンテーションにより得られた下層の黄色シロッ
プ状物を80%酢酸80mlに溶解し、水500mlに
移して結晶を得た。その結晶をメタノールに溶かし、水
に移して結晶を得た。この操作を水が中性になるまで繰
返し、茶褐色結晶を25.8g得た。
に示す成分を熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷
却、粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
これらの組成物につき、次の(i)〜(vii)の諸特
性を測定した。結果を表1,2に示す。 (i)スパイラルフロー値 EMMI規格に準じた金型を使用して、175℃,6.
9N/mm2、成形時間120秒の条件で測定した。 (ii)ゲル化時間 組成物のゲル化時間を175℃熱板上で測定した。 (iii)ガラス転移温度 175℃,6.9N/mm2、成形時間90秒の条件で
10×4×50mmの棒を成形し、260℃,4時間ポ
ストキュアーした。その後動的粘弾性スペクトルによ
り、測定周波数5Hz時のガラス転移温度を求めた。 (iv)高温電気抵抗特性 175℃,6.9N/mm2、成形時間120秒の条件
で70φ×3mmの円板を成形して180℃,4時間ポ
ストキュアーした。その後、150℃雰囲気下で体積抵
抗率を測定した。 (v)難燃性 UL−94規格に基づき、1/16インチ厚の板を、成
形条件175℃,6.9N/mm2、成形時間120秒
で成形し、180℃,4時間ポストキュアーしたものの
難燃性を調べた。 (vi)耐湿性 アルミニウム配線を形成した6×6mmの大きさのシリ
コンチップを14pin−DIPフレーム(42アロ
イ)に接着し、更にチップ表面のアルミニウム電極とリ
ードフレームとを30μmφの金線でワイヤボンディン
グした後、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件175
℃,6.9N/mm2、成形時間120秒で成形し、1
80℃,4時間ポストキュアーした。このパッケージを
140℃/85%RHの雰囲気中−5Vの直流バイアス
電圧をかけて500時間放置した後、アルミニウム腐食
が発生したパッケージ数を調べた。 (vii)高温保管信頼性 アルミニウム配線を形成した6×6mmの大きさのシリ
コンチップを14pin−DIPフレーム(42アロ
イ)に接着し、更にチップ表面のアルミニウム電極とリ
ードフレームとを30μmφの金線でワイヤボンディン
グした後、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件175
℃,6.9N/mm2、成形時間120秒で成形し、1
80℃,4時間ポストキュアーした。このパッケージを
200℃雰囲気中500時間放置した後、発煙硝酸で溶
解、開封し、金線引張り強度を測定した。引張り強度が
初期値の70%以下となったものを不良とした。
020−55(日本化薬製、エポキシ当量200) *2 硬化剤 フェノールノボラック樹脂:DL−92(明和化成製、
フェノール性水酸基当量110) *3 マレイミド基含有化合物 ビスマレイミド:BMI−70(ケイアイ化成製) *4 アルケニル基含有フェノール化合物 o−(1−プロペニル)フェノールノボラック樹脂:1
PP−1(群栄化学製) *5 モリブデン化合物:モリブデン酸亜鉛 KEMGARD911C(SHERWIN−WILLI
AMS製、モリブデン酸亜鉛含有量18重量%、コア
材:タルク、平均粒径2.0μm、比表面積2.0m2
/g) *6 ホスファゼン化合物:合成例A〜F *7 無機充填材:球状溶融シリカ(龍森製、平均粒径
20μm) *8 硬化触媒:トリフェニルホスフィン(北興化学
製) *9 離型剤:カルナバワックス(日興ファインプロダ
クツ製) *10 カーボンブラック:デンカブラック(電気化学
工業製) *11 シランカップリング剤:KBM−403(信越
化学工業製)
用難燃性エポキシ樹脂組成物は、高Tgかつ難燃性、信
頼性に優れた硬化物を得ることができ、本発明のエポキ
シ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置は、耐熱
性、難燃性、耐湿性、高温保管信頼性に優れるものであ
る。しかもBr化エポキシ樹脂、三酸化アンチモンを樹
脂組成物中に含有しないので、人体・環境に対する悪影
響がないものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記(A)〜(H)成分を必須成分とす
ることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 (A)エポキシ樹脂 (B)硬化剤 (C)無機充填材 (D)硬化促進剤 (E)分子中に2個以上のマレイミド基を有する化合物 (F)分子中に1個以上のアルケニル基を有するフェノ
ール化合物 (G)モリブデン酸亜鉛を無機充填材に担持したモリブ
デン化合物 (H)下記平均組成式(1)で示されるホスファゼン化
合物 【化1】 (但し、Xは単結合、又はCH2,C(CH3)2,S
O2,S,O,及びO(CO)Oから選ばれる基、Yは
OH,SH又はNH2、R1は炭素数1〜4のアルキル基
及びアルコキシ基,NH2,NR2R3並びにSR2から選
ばれる基で、R2,R3は水素原子又は炭素数1〜4のア
ルキル基である。d,e,f,nは、0≦d≦0.25
n、0≦e<2n、0≦f≦2n、2d+e+f=2
n、3≦n≦1,000を満足する数を示す。) - 【請求項2】 請求項1記載の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。
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