JPH0273823A - 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１ 本発明は、耐熱性、耐湿性に優れた半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物に関する。

［従来の技術］ 半導体素子の封止には、生産性の面よりエポキシ樹脂組
成物によるトランスファー成形が一般的である。

近年、エレクトロニクス分野の発達に伴い、電子回路の
緻密化、微細化が急速に進行している。

そのため、外界の熱あるいは湿気による半導体素子の故
障がしばしば指摘されている。これら不良原因の多くは
、エポキシ樹脂組成物中に含まれるイオン性不純物や外
界より侵入する水分等の作用によるものと言われている
。すなわち、外界より侵入した水分が樹脂封止された半
導体素子の表面にまで浸透しアルミニウム配線等を腐蝕
させる。

ところで、従来よりこの種の目的で使用されるエポキシ
樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、あるいは、０−クレ
ゾール型エポキシ樹脂等が一般的である。樹脂中に含ま
れる不純物イオンについては、樹脂精製法の進歩により
かなりのレベルまで除去することが可能であるが、吸湿
性については樹脂固有の問題であり、従来の樹脂を使用
している限り克服することは困難である。

また、吸湿率の高いものについては、ヒートサイクル時
に引き起こされるパッケージクラックの発生との相関関
係も指摘されている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは、かかる観点に鑑みて鋭意検討を重ねた結
果、従来のエポキシ樹脂組成物に比べて高い耐熱性を有
し、かつ、低吸湿率の硬化物を与えるエポキシ樹脂組成
物を見い出し、本発明に到達した。

従って、本発明の目的は、優れた耐熱性と耐湿性とを有
する新規な半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供する
ことにある。

［課題を解決するだめの手段］ すなわち、本発明は、（ａ）−殺伐 （但し、式中Ｒ１は水素原子又は低級アルキル基を示し
、Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を示、
し、また、ｎはＯ〜５の整数を示ず）で表わされるフル
オレンビスフェノール系エポキシ樹脂、（ｂ）フェノー
ルノボラック系硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤、及び、（ｄ
）無機充填剤よりなる半導体封止用エポキシ樹脂組成物
である。

本発明において、（ａ）成分の主成分であるフルオレン
ビスフェノール系エポキシ樹脂は、上記−殺伐により表
わされるものであるが、この樹脂は、例えば９−フルオ
レンとフェノールあるいはアル４ニル置換フ工ノール化
合物とを酸触媒存在下に脱水縮合させて９，９−ビス（
ヒドロキシフェニル）フルオレン又はそのアルキル誘導
体（以下、フルオレンビスフェノール類という）を合成
し、次いでこれらフルオレンビスフェノール類にエピハ
ロヒドリン又はβ−メメチエピハロヒドリン（以下、エ
ピハロヒドリン類という）を反応させることにより製造
することができる。そして、その際に、フルオレンビス
フェノール類とエピハヒドリン類とのモル比を調整する
ことにより、その縮合度、すなわち−殺伐中のｎの値が
設定される。

上記−殺伐で示されるフルオレンビスフェノール系エポ
キシ樹脂において、置換基Ｒ１は低級アルキル基、好ま
しくはメチル基であり、また、置換基Ｒ２は水素原子又
は炭素数１〜６の炭化水素基、例えばメチル基、エチル
基、イソピロピル基、フェニル基等であり、さらに、ｎ
の値としてはＯ〜５である。

本発明者のエポキシ樹脂組成物中には、エポキシ樹脂成
分として十記一般式で示したフルオレンビスフェノール
系エポキシ樹脂以外に、例えばビスフェノールＡエポキ
シ、フェノールノボラックエポキシ、クレゾールノボラ
ックエポキシ、脂環式エポキシ、臭素化エポキシ等のエ
ポキシ樹脂を含んでもよいが、この場合、全エポキシ樹
脂中に占めるフルオレンビスフェノール系エポキシの割
合が５０重量％以上であることが望ましい。

本発明で使用するフェノールノボラック系硬化剤は、１
分子中にフェノール性水酸基を２個以上含んだものであ
って、例えばフェノール、クレシル、キシレノール、ノ
ニルフェノール、レゾルシン、グアヤコール、ナフトー
ル等のフェノール類と、例えばホルマリン、ベンズアル
デヒド、クロトンアルデヒド、グリオキザール、テレフ
タルアルデヒド等のアルデヒド化合物とを、酸触媒の存
在下に縮合させることにより得られる。そして、その軟
化点としては６０〜１２０℃であることが望ましく、ま
た、使用量としてはエポキシ樹脂中のエポキシ基１個あ
たりフェノールノボラック系硬化剤中のフェノール性水
酸基が０．７〜１．３個となるようにづることが好まし
い。

本発明で使用量る硬化促進剤としては、例えば２−メチ
ルイミダゾ＝ル、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘ
プタデシルイミダゾール等のイミダシル類や、１．８−
ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン７（以下、Ｄ
ＢＵという）及びそのフェノール塩や蟻酸塩等のＤＢＵ
系化合物や、さらにはトリフ１ニルホスツイン等の有機
ボスフィン類等が挙げられる。これら硬化促進剤の使用
量はエポキシ樹脂１００部に対して０．１〜１０部の範
囲である。

本発明で使用する無機充填剤は、通常無機充填剤として
使用されるものであればいかなるものでもよく、例えば
溶融シリカ粉、結晶シリカ粉、石英ガラス粉、タルク、
アルミナ、炭酸カルシウム、ガラス繊維等が挙げられる
。そして、その使用量は組成物全体に対して６５〜８５
重量％程度が好ましい。

本発明のエポキシ樹脂組成物中には、必要に応じて各種
ワックス類、高級脂肪酸あるいはそのカルシウム塩等の
離型剤、カーボンブラック等の着色剤、シランカップリ
ング剤等の表面処理剤、各種シリコンオイル、ポリブタ
ジェン等の低応力化剤、三酸化アンチモン等の難燃剤等
を配合することができる。

本発明のエポキシ樹脂組成物の製造は、フルオレンビス
フェノール系エポキシ樹脂、フェノールノボラック系硬
化剤、硬化促進剤、無機充填剤及びその他の添加剤をミ
キサー等により混合した後、ロール、ニーダ−等で混練
することにより行うことができる。

［実施例］ 以下、実施例に基いて、本発明のエポキシ樹脂組成物を
具体的に説明する。

参考例１ 温度計、分離管、滴下ロート及び撹拌器を取付けた１ｐ
フラスコ中に９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
フルオレン１００ｇとエピクロルヒドリン６００ｇとを
仕込んで溶解させ、温度７０℃、圧力１５０ｍ＋＋ＨＣ
Ｉに保持し、上記滴下ロート中に用意した４８ｗｔ％−
ＮａＯＨ水溶液２１．７ｇを４時間か（プで連続的に添
加した。この間、エピクロルヒドリンと水とを共沸させ
、凝縮液化させて分離管で有機相と水相とに分離し、水
層は系外に除去し、有機相は系内に循環させた。上記４
８ｗｔ％−Ｎ　ａＯＨ水溶液の滴下終了後、さらに同じ
温度で１時間撹拌を継続し、反応を完結させた。

このようにして得られた９、９−ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）フルオレンジグリシジルエーテルは、そのエ
ポキシ当量が２４６であり、軟化点が７６℃であり、１
５０’Ｃ″Ｃ″の溶融粘度が１．６ボイスである無色透
明のエポキシ樹脂であった。

参考例２ ９．９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン１
００ｇに対し、エピクロルヒドリン７９．３ｇと４８ｗ
ｔ％−Ｎ　ａ　ＯＨ水溶液４７．６ｇとを反応させた以
外は、上記参考例１と同様にして９．９−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）フルオレンジグリシジルエーテルの
合成を行い、エポキシ当量２８５及び軟化点１０８°Ｃ
のエポキシ樹脂を得た。

実施例１ 参考例１で得られたエポキシ樹脂１００重量部、フェノ
ールノボラック樹脂（フェノール当量１０４）４２重量
部、トリ７エニルホスフィ２２重恒部、カルナバワック
ス２重量部、カーボンブツラク２重量部及び溶融シリカ
４２０重量部を配合して加熱ロールで混練し、その後冷
却粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。

得られたエポキシ樹脂組成物について、ＥＨＭＩ−１−
６６に従ってスパイラルフローを測定し、また、エポキ
シ樹脂組成物を成形（１１５℃、２分）し、ボストキュ
ア（１７５℃、１２時間）した成形体を吸湿（ＰＣＴ、
１３３℃、１００％ＲＨ，１００時間）させることによ
り吸水率を測定し、さらに、Ｔ　Ｍ　Ａ法によりガラス
転移点を求め、さらにまた、アルミニウムのモデル素子
を１６ピンＤＩＲに月止し、１３３℃、１００％ＲＨの
条件で５００時間保管後のアルミ腐蝕による不良率を測
定する耐湿性試験を行った。

また、上記１６ピンＤＩＰ封止品を吸湿（８５℃、８５
％ＲＨ，２４時間）させた後、ハンダ浸漬（２６０℃、
１０秒）した後のクラック発生率を求めるクラックテス
トを行った。結果を第１表に示す。

実施例２ 参考例２で得られたエポキシ樹脂を使用し、フェノール
ノボラック樹脂の使用量を３６重量部とし、また、溶融
シリカの使用量を４００１量部とした以外は、上記実施
例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を調製し、その評
価を行った。結果を第１表に示す。

比較例１ ０−クレゾールノボツラク型エポキシ樹脂（エポキシ当
［１９７）をエポキシ樹脂成分として使用し、フェノー
ルノボラック樹脂の使用量を５３重量部とし、また、溶
融シリカの使用量を４５０重量部とした以外は、上記実
施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を調製し、その
評価を行った。結果を第１表に示す。

［発明の効果］ 本発明のエポキシ樹脂組成物は、耐熱性に優れているだ
けでなく、耐湿性にも優れており、半導体素子の封止用
として極めて有用である。

特許出願人　　　新日鐵化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中Ｒ＿１は水素原子又は低級アルキル基を示
   し、Ｒ＿２は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基を
   示し、また、ｎは０〜５の整数を示す）で表わされるフ
   ルオレンビスフェノール系エポキシ樹脂、 （ｂ）フェノールノボラック系硬化剤、 （ｃ）硬化促進剤、及び、 （ｄ）無機充填剤 を含有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。