JPH0378404B2 - - 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ー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、従来の半導体封
止用エポキシ樹脂に特定の二価脂肪酸ビスアミド
化合物を内部離型剤として添加することにより、
耐湿性、高温電気特性等の信頼性が優れかつ離型
性が良好で、しかも得られるIC封止成形品への
捺印性が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〕で表わされる二価
脂肪酸ビスアミド化合物を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）−_lNHCO（−CH₂）−_nCONH（−CH₂）−
_ｏCH₃ 〔Ａ〕 （ｌ、ｎは14以上の整数ｍは３以上の整数） および (2) 二価脂肪酸ビスアミド化合物が炭素数５以上
の二価脂肪酸と炭素数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樹脂組
成物および (3) 二価脂肪酸ビスアミド化合物の融点が80℃〜
140℃であ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樹脂組成物に関する
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、酸無水物系硬化剤ルイス
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。その他の添加剤としては
カーボンブラツク、酸化鉄などの着色剤およびカ
ツプリング剤等も添加することが可能である。ま
た通常の硬化促進剤も必要に応じて添加してもよ
い。 本発明で使用される離型剤、二価脂肪酸ビスア
ミド化合物は式〔Ａ〕で表わされる。 CH₃（−CH₂）−_lNHCO（−CH₂）−_nCONH（−CH₂）−
_ｏCH₃ （ｌ、ｎは14以上の整数、ｍは３以上の整数） 加えて従来よく使用される離型剤を併用するこ
とも可能である。二価脂肪酸ビスアミド化合物の
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％が望ましい。即ち二価脂肪酸ビス
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。 また式〔Ａ〕で表わされる二価脂肪ビスアミド
化合物は炭素数５以上の二価脂肪酸と炭素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〕で表わされる二価脂肪酸ビス
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半導体封止
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半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とア
ンモニアと反応させて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0.5以上の二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
られる二価脂肪酸ビスアミド化合物が融点が80〜
140℃と従来のアミド系ワツクスに比べて融点が
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。二価
飽和脂肪酸の炭素数を５、と長鎖脂肪族第一アミ
ンの炭素数を特に15以上と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二価脂
肪酸ビスアミド化合物では離型性を発現できない
し、特に炭素数４以下の二価脂肪酸を用いると結
晶性が高くなり融点も140℃以上となり、これも
離型性を低下させる原因となるからである。 〔発明の効果〕 本発明はエポキシ樹脂、硬化剤、充填剤、各種
添加剤からなるエポキシ樹脂組成物に内部離型剤
として特定の二価脂肪酸ビス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 アジピン酸〔HOOC（−CH₂）−₄COOH〕146ｇ
（１モル）、ステアリルアミン〔C₁₈H₃₇NH₂〕538
ｇ（２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時間かけて
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136℃であつ
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、二価カルボン酸とア
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二価脂肪酸ビスアミド化合物
であることが確認された。 次にこの二価脂肪酸ビスアミド化合物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 スベリン酸〔HOOC（−CH₂）−₆COOH〕174ｇ
（１モル）、ステアリルアミン538ｇ（２モル）お
よびトルエン130c.c.を実施例１と同様にして反応
し、二価脂肪酸ビスアミド化合物を得た。この化
合物の融点は128℃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 セパシン酸〔HOOC（−CH₂）−₈COOH〕202ｇ
（１モル）、ステアリルアミン538ｇ（２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123℃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で得た二価脂肪酸ビスアミド化合物
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 内部離型剤として下記の第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℃、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
ーを行ない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
回数で評価した。 (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、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の
ある場合は不良とした。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エポキシ樹脂および式〔Ａ〕で表わされる二
   価脂肪酸ビスアミド化合物を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）−_lNHCO（−CH₂）−_nCONH（−CH₂）−
   _ｏCH₃ （ｌ、ｎは14以上の整数、ｍは３以上の整数） ２ 二価脂肪酸ビスアミド化合物が炭素数５以上
   の二価脂肪酸と炭素数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樹脂組成物。 ３ 二価脂肪酸ビスアミド化合物の融点が80〜
   140℃であ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樹脂組成物。