JPH0378403B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体素子を封止するための半導体封
止用樹脂組成物に関し、特に耐湿性、高温電気特
性等の信頼性が優れ、しかも成形時においては難
型性が良好で得られる成形品への捺印性も良好で
ある半導体封止用樹脂組成物に関するものであ
る。 〔従来技術〕 従来、半導体素子の封止技術としては金属やセ
ラミツク等を用いるハーメチツク方式が使用され
てきたが、生産性コスト面で樹脂封止の方が経済
的に有利となるため近年では樹脂による封止が主
流を占めつつある。 このような半導体封止用樹脂としては大量生産
に適する低圧トランスフアー成形法が可能な低圧
成形用エポキシ樹脂が広く一般に用いられてい
る。かかるトランスフア成形法において成形によ
り封止された半導体を金型から取り出せるように
するには予めエポキシ樹脂組成物中に内部離型剤
を添加することが常法である。従来からよく使用
される内部離型剤としてはステアリン酸のような
長鎖脂肪酸、ステアリン酸亜鉛のような長鎖脂肪
酸の金属塩、カルナバワツクスのような長鎖脂肪
酸のエステル系ワツクス、エチレンビスステアリ
ン酸アミドのようなビスアミド系ワツクス等が知
られているが、これら従来の離型剤は何れも耐湿
性、高温電気特性等の信頼性、離型性、成形品表
面への捺印性を全て満足するものとはいえなかつ
た。 即ち長鎖脂肪酸及びその金属塩類は離型性、捺
印性については比較的良好であるのに対し、プレ
ツシヤークツカーテスト、プレツシヤークツカー
バイアステスト等の信頼性試験では不良が発生し
易く耐湿性が劣ることが認められている。またエ
ステル系ワツクスは離型性、信頼性は優れている
ものの、捺印性に劣り、特に成形回数を重ねるに
つれて捺印性が極端に悪化する。ビスアミド系ワ
ツクスは信頼性、捺印性は優れているものの離型
性に劣る欠点があつた。 〔発明の目的〕 本発明はかかる上記欠点を解決するため鋭意検
討を重ねた結果なされたものであり従来の半導体
封止用エポキシ樹脂に特定の高級脂肪酸分子内モ
ノアミド化合物を内部離型剤として添加すること
によつて耐湿性、高温電気特性等の信頼性が優れ
離型性が良好で得られる成形品への捺印性も良好
な半導体封止用樹脂組成物を提供するにある。 〔発明の構成〕 本発明は(1)エポキシ樹脂及び式〔Ａ〕で表わさ
れる高級脂肪酸分子内モノアミド化合物を0.01〜
10重量％配合してなることを特徴とする半導体封
止用樹脂組成物、 CH₃（−CH₂）−_nCONH（−CH₂）−_oCH₃ 〔Ａ〕 （ｍ、ｎは14以上の整数） および (2)高級脂肪酸分子内モノアミド化合物が炭素数
16以上の長鎖一価飽和脂肪酸と炭素数15以上の長
鎖脂肪族第一アミンとを縮合させてなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体封止
用脂肪組成物に関するものである。 本発明に用いられるエポキシ樹脂はビスフエノ
ールＡ型エポキシ樹脂、ノボラツク型エポキシ樹
脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポ
キシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、
高分子型エポキシ樹脂等であり、硬化剤としては
アミン系硬化剤、脂肪族ポリアミン、ポリアミド
樹脂、芳香族ジアミン、酸無水物営硬化剤ルイス
酸錯化合物、芳香族ポリアミン、ポリカルボン
酸、ポリカルボン酸ヒドラジド、三弗化ホウ素モ
ノエチルアミン、ジシアンジアミド、イミダゾー
ル、フエノール樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹
脂、ユリア樹脂、イソシアネート、等であり、充
填剤としてはガラス繊維、金属ウイスカー、炭素
繊維、ケブラー繊維、ポリエステル繊維、ポリア
ミド繊維、パルプ、アスベスト、結晶性シリカ、
溶融シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニ
ウム、三酸化アンチモン、タルク、酸化チタン等
を添加することができる。その他カーボンブラツ
ク、酸化鉄などの着色剤、カツプリング剤、硬化
促進剤も添加することができる。 本発明で使用される離型剤の内高級脂肪酸分子
内モノアミド化合物は式〔Ａ〕で表わされるもの
であるが他の通常の離型剤も併用して添加するこ
とは可能である。 CH₃（−CH₂）−_nCONH（−CH₂）−_oCH₃ 〔Ａ〕 （ｍ、ｎは14以上の整数） 高級脂肪酸分子内モノアミド化合物の添加量は
特に限定するものではないが好ましくは0.01〜10
重量％である。即ち高級脂肪酸分子内モノアミド
が0.01％以下では離型剤としての効果が発現され
ず、逆に10％を越えるとエポキシ樹脂硬化後の架
橋密度が著しく低下するために硬化物の機械特
性、電気特性等が損われ、半導体素子の保護機能
が果せなくなるからである。式〔Ａ〕で表わされ
る高級脂肪酸分子内モノアミド化合物は炭素数16
以上の長鎖一価飽和脂肪酸と炭素数15以上の長鎖
脂肪族第一アミンとを縮合させて得ることができ
る。 本発明は式〔Ａ〕で表わされる高級脂肪酸分子
内モノアミド化合物をエポキシ樹脂の内部離型剤
として使用することにあり、本発明の方法により
信頼性、離型性、捺印性等を全て満足する判導体
封止用樹脂組成物を提供することが可能となつ
た。 従来のアミド系ワツクスは他のワツクスに比べ
て耐熱性が良好であるため、成形材料の内部離型
剤として広く用いられている。即ち、高温の金型
で長時間成形作業を重ねても、金型表面ににじみ
出したワツクスの耐熱性が良好であることにより
金型内でゲル化し堆積するという事がない為、成
形品の外観を著しく損うことがない。という理由
によるものである。ところがこのように連続成形
性の優れている従来のアミド系ワツクスは信頼
性、捺印性等も良好である反面離型性が不充分で
あつた。従来のアミド系ワツクスの殆んどはステ
アリン酸、ベヘニン酸、モンタン酸等の高級脂肪
酸とエチレンジアミン等の多価アミンを縮合させ
て得られる分子内多価アミド化合物もしくは高級
脂肪酸とアンモニアを反応させさらにホルマリン
でメチロール化して縮合させた分子内多価アミド
化合物であり、極性が高くエポキシ樹脂等との相
溶性に富んでいるために他の高級脂肪酸、高級脂
肪酸の金属塩、高級脂肪酸エステル等のワツクス
に比べて内部離型剤として同じ量を添加しても成
形品表面及び金型表面ににじみだすワツクス量が
極めて少なくなりこの結果離型性に劣ることにな
ると考えられる。またこのような高級脂肪酸分子
内多価アミド化合物は結晶性が高く、融点も115
℃〜160℃と高いことも離型性に劣る理由の一つ
である。分子内多価アミド化合物以外に高級脂肪
酸をアミド化した高級脂肪酸末端アミド化合物や
不飽和脂肪酸分子内多価アミド化合物がありこれ
らは80〜130℃と比較的低融点のワツクスではあ
るが何れも耐熱性に劣り、長時間成形性の点で満
足のいくものではなかつた。 そこで本発明者らはアミド系ワツクスの耐熱
性、信頼性、捺印性の良好である特徴を活かしさ
らに離型性を向上させるために鋭意検討を重ねた
結果、炭素数16以上の長鎖一価飽和脂肪酸と炭素
数15以上の長鎖脂肪族第一アミンとを縮合させて
得られる高級脂肪酸分子内モノアミド化合物が融
点が80〜120℃と従来のアミド系ワツクスに比べ
て低く、離型性も良好で、しかも長時間成形性、
信頼性、捺印性等を全て満足させるという知見を
得、本発明を完成するに到つたものである。長鎖
一価飽和脂肪酸と長鎖脂肪族第一アミンの炭素数
を特に限定したのはこれ以下の炭素数のもの同志
を縮合させて得られる脂肪酸分子内アミド化合物
では離型性を発現できないからである。 〔発明の効果〕 本発明はエポキシ樹脂、硬化剤、充填剤、添加
剤からなるエポキシ樹脂組成物に内部離型剤とし
て特定の高級脂肪酸分子内モノアミド化合物を配
合してなることを特徴とするものでありトランス
フアー成形、射出成形等による電子部品の多数個
どりの成形に適し信頼性、捺印性、離型性、連続
成形性等全て満足せしめることができる。 次に本発明を実施例により具体的に説明する。 〔実施例〕 尚以下において特に限定しない限り部とあるの
は重量部を示すものである。 実施例 １ ステアリン酸〔C₁₇H₃₅COOH〕284ｇ（１モ
ル）、ステアリルアミン〔C₁₈H₃₇NH₂〕269ｇ
（１モル）およびトルエン100c.c.を温度計、還流冷
却器、撹拌器を備えた１の三つ口フラスコに仕
込み、撹拌しながら120℃になるまで加熱した。
120℃〜130℃でカルボン酸とアミンの縮合反応が
活発となるが、生成した水をトルエンで共沸させ
て系外に除きながら約３時間、反応系を120〜130
℃に保つ。次に温度を180℃まで２時間かけ徐々
に昇温させて縮合反応を完結した。反応系中に残
存しているトルエンを減圧によつて除去し、生成
物を130℃以上の温度で取り出して冷却固化させ
た。 反応生成物の融点を測定した結果91℃で原料の
カルボン酸、アミンの融点に比べ30〜40℃上昇し
たものであることがわかつた。一方生成物の赤外
吸収スペクトルを測定すると、原料カルボン酸の
1710cm^-1のカルボニルの吸収が完全に消失し、代
わりにアミドのカルボニルの吸収が1640cm^-1に現
われ、カルボン酸とアミンの縮合反応はほぼ定量
的におこり得られた反応生成物は所望の高級脂肪
酸分子内モノアミド化合物であることが認められ
た。 次にこのモノアミド化合物5.5部を内部離型剤
としてクレゾールノボラツクエポキシ（エポキシ
当量220）100部、臭素化フエノールノボラツクエ
ポキシ（エポキシ当量300）30部、フエノールノ
ボラツク硬化剤（分子量750）60部、２−エチル
−４−メチルイミダゾール0.5部、結晶シリカ粉
末400部、シランカツプリング剤2.0部、三酸化ア
ンチモン30部、カーボンブラツク2.0部とともに
配合し混合、混練して得た成形材料を半導体封止
用樹脂組成物とした。 実施例 ２ ベヘニン酸〔C₂₁H₄₃COOH〕340ｇ（１モル）、
ステアリルアミン269ｇ（１モル）およびトルエ
ン130c.c.を実施例１と同様にして反応、高級脂肪
酸分子内モノアミド化合物を得た。この化合物の
融点は93℃であつた。続いてこの化合物3.5部を
内部離型剤として実施例１と同様の組成で配合
し、半導体封止用樹脂組成物を得た。 実施例 ３ モンタン酸〔C₂₇H₅₅COOH〕424ｇ（１モル）、
ステアリルアミン269ｇ（１モル）およびトルエ
ン150c.c.を実施例１と同様にして反応し、高級脂
肪酸分子内モノアミド化合物を得た。この化合物
の融点は95℃であつた。続いてこの化合物2.5部
を内部離型剤として実施例１と同様の組成で配合
し半導体封止用樹脂組成物を得た。 実施例 ４ 実施例１で得た高級脂肪酸分子内モノアミド化
合物5.0部とカルナバワツクス0.5部とを内部離型
剤として実施例１と同様の組成で配合して半導体
封止用エポキシ樹脂組成物を得た。 比較例１〜６ 内部離型剤して下記の第１表に記載したもの以
外は全て実施例１と同様の組成で配合し６種の半
導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。

【表】 上記組成物をトランスフアー成形機により圧力
60Kg／cm²金型温度175℃、成型時間２分30秒の条
件で成型品を成形しさらに175℃で４時間ポスト
キユアーして半導体封止物を得た。成形時の離型
性および長時間成形性、成形品の信頼性、捺印性
は第２表に示される通りであつた。各特性の評価
は以下のようにして行なつた。 (a) 離型性 金型上下のうち下型のみノツクピン付きのも
ので連続成形を行ない上型（ノツクピンなし）
に成形品が付着し容易に離型しなくなつた成形
回数で示した。 (b) 長時間成形性 金型表面が鏡面状態であるもので連続成形を
実施し成形品表面が汚れて成形品外観にくもり
が生じ始めた時の成形回数で示した。 (c) 信頼性 得られたIC封止物についてプレツシヤーク
ツカーテスト（PCT：120℃水蒸気中、２気
圧）を行ない、アルミ配線の腐蝕を調べた。ア
ルミニウム腐蝕によるオープン発生を検出し初
期不良発生時間で表現した。 (d) 捺印性 得られたIC封止物表面にマーケム社製
＃7224シルバーインクで捺印し、150℃で１時
間インクキユアーを行なつた後セロテープで引
き剥しテストを実施し、少しでも文字の欠落も
ある場合は不良とした。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エポキシ樹脂及び式〔Ａ〕で表わされる高級
   脂肪酸分子内モノアミド化合物を0.01〜10重量％
   配合してなることを特徴とする半導体封止用樹脂
   組成物。 CH₃（−CH₂）−_nCONH（−CH₂）−_oCH₃ 〔Ａ〕 （ｍ、ｎは14以上の整数） ２ 高級脂肪酸分子内モノアミド化合物が炭素数
   16以上の長鎖一価飽和脂肪酸と炭素数15以上の長
   鎖脂肪族第一アミンとを縮合させてなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体封止
   用脂肪組成物。