JPH04366194A - 半導体封止用エポキシ樹脂成形材料接着用プライマー組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の金属材料あるい
はプラスチックからなる成形品の表面に熱硬化性樹脂な
どの成形物を接着させる際に有用なプライマー組成物及
びこの組成物を塗布した半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
金属及びプラスチックから構成される成形品の表面特性
を改良する目的で、それらの表面に有機けい素化合物の
硬化皮膜を形成させることが知られている。しかし、一
般的に極めて限定された化学構造を有する有機けい素化
合物とある種の金属との組合わせを除いては金属と有機
けい素化合物は密着性に劣るという問題がある。

【０００３】そこで、両者の接着性を改善することがで
きる良好な接着性向上剤やプライマー組成物の開発が要
望され、例えばポリアルキレンイミンとエポキシ結合含
有トリアルコキシシランとを主成分とするプライマー組
成物（特公昭５４−２８４３０号公報）、ポリエステル
又はポリエーテルポリオールをアルコキシシランでエス
テル交換して得られる化合物とポリイソシアネートとか
らなる組成物（特公昭４８−４１６９７号公報）、メチ
ルメタクリレートを主成分としてなる組成物（特公昭５
２−１３８５６５号公報）、エポキシアルキルトリアル
コキシシランを主成分としてなるプライマー組成物（特
公昭５４−８１３７８号公報）、ある種のシランと酸無
水物とからなる下塗り組成物（特公昭５４−１５５２２
９号公報）、２種以上のシランの共加水分解物とアルキ
ルエーテル化メチロールメラミンとを主成分とする組成
物（特公昭５５−９９９３０号公報）等が提案されてい
る。

【０００４】しかしながら、これらはいずれも充分満足
できる接着性、耐熱水性、耐熱性等を対象物に付与する
ことができないという不利を有している。

【０００５】他方、トランジスター、ダイオード、ＩＣ
，ＬＳＩ等の半導体素子をエポキシ樹脂等の樹脂材料で
封止することがよく行なわれているが、半導体素子をこ
れらの樹脂材料で封止すると、この樹脂材料を通して侵
入した水やイオン性不純物によって半導体素子の劣化が
しばしば引き起こされる。

【０００６】そこで、この対策として耐熱性、電気特性
、機械的特性に優れたポリイミド樹脂で半導体素子を被
覆保護した後、樹脂材料で封止する方法が提案されてい
る。一般にこのポリイミド樹脂は、耐熱性等の優れた特
性を対象物に付与することはできるが、一部の高沸点有
機溶剤以外の溶剤には不溶であるため、通常その前駆体
であるポリアミド酸の状態で有機溶剤に溶解させ、これ
を半導体素子上に塗布した後、加熱硬化（イミド化）さ
せて皮膜を形成させることが行なわれている。しかし、
この方法によるポリイミド樹脂皮膜の形成では、ポリア
ミド酸をポリイミドに変換するための加熱処理に３００
℃以上の高温でかつ長時間を要する。このため、上記方
法は、高温下での長時間の加熱が作業工程上、特に省エ
ネルギーの見地から不利であり、また一方、加熱が不十
分な場合には、得られた樹脂の構造中にポリアミド酸が
残存してしまい、このポリアミド酸によりポリイミド樹
脂の耐湿性、耐腐食性等の特性低下を引き起こすことに
もなる。特に、樹脂材料を半導体素子の絶縁保護膜とす
る場合には、このような樹脂性能の低下は半導体素子の
劣化、短寿命化を招くこととなり、大きな問題となるた
め、これらの問題の解決が望まれる。

【０００７】更に、最近では、パッケージが益々小型化
、薄型化されると共に、基盤への実装方法も表面実装方
式が主流となり、従来のエポキシ樹脂組成物では十分な
信頼性を維持できなくなってきた。例えばパッケージが
吸湿した状態で半田付けするとパッケージにクラックが
発生する問題やクラックが発生しないまでも耐湿性が低
下してしまうという不具合が生じている。従って、この
点でも高品質なプライマー組成物の開発が要望されてい
る。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
金属又はプラスチック材料との接着性に優れ、かつ、耐
熱性、耐水性等の特性に優れた硬化皮膜を低温短時間の
加熱硬化で与えるプライマー組成物及びこの組成物が塗
布された半導体装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、下記一般式
（１）で示される構造単位を有するポリイミド化合物と
下記一般式（４）で示されるシランカップリング剤とを
併用することにより、各種特性に優れたプライマー組成
物が得られることを知見した。

【００１０】

【化３】

【００１１】即ち、上記式（１）の閉環性ポリイミド樹
脂は、フェノール系、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の
一部の溶剤以外には不溶である従来のポリイミド樹脂と
異なり、低沸点有機溶剤であるエーテル系、ケトン系、
セロソルブ系統の有機溶剤に良好な溶解性を示し、従っ
てこれらの低沸点溶剤溶液から短時間、低温の加熱でポ
リイミド樹脂膜を形成し得、作業性の大幅な向上と省エ
ネルギー化、低コスト化を達成でき、安全衛生上からも
好ましいことを見出した。更に、この式（１）のポリイ
ミド樹脂に上記式（４）のシランカップリング剤を併用
した場合、金属材料及びプラスチック材料の表面ではじ
かれることがなく、また材料表面に段差や傾斜があって
も均一にピンホールなく塗膜を形成することができ、単
独のポリイミド樹脂のもつ接着性よりも優れた接着性の
皮膜が得られ、この皮膜は接着性、耐熱性、電気的・機
械的特性、吸湿半田特性等の性能に優れたものであるこ
とを見出した。それ故、上記プライマー組成物は、塗料
、染料、コーティング剤、一般成形材料の下塗り剤等と
して有効であり、特にこの組成物の表面に塗布し、溶剤
を飛散させることにより形成される皮膜で保護された半
導体素子は極めて信頼性が高く、吸湿半田特性も優れて
いるものであることを見い出し、本発明を開発するに至
ったものである。

【００１２】従って、本発明は、上記式（１）のポリイ
ミド化合物と上記式（４）のシランカップリング剤とを
配合してなるプライマー組成物、及び、この組成物を表
面に塗布した半導体装置を提供する。

【００１３】以下、本発明につき更に詳述すると、本発
明の第一必須成分であるポリイミド化合物は下記一般式
（１）で示されるものである。

【００１４】

【化４】

【００１５】上記式（１）の構造単位を有するポリイミ
ド化合物はテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分と
から合成することができる。

【００１６】ここで、テトラカルボン酸二無水物は、例
えば下記のものが挙げられる。

【００１７】

【化５】

【００１８】なお、酸二無水物としては、これらの１種
を単独で又は２種以上を併用して使用することができる
。

【００１９】また、ジアミン成分としては、下記構造式
（５）で示されるシリコーンジアミンと下記構造式（６
）で示されるエーテルジアミンが好適に使用される。

【００２０】

【化６】

【００２１】ここで、上記式（５）中のＲ１の二価の有
機基としては炭素数１〜１８、特に１〜７のものが好適
に使用され、例えば下記構造の有機基が挙げられる。

【００２２】

【化７】

【００２３】更に、Ｒ２，Ｒ３の非置換又は置換の１価
炭化水素基としては炭素数１〜１８、特に１〜８のもの
が好適に使用され、例えばメチル基，エチル基，プロピ
ル基，ブチル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等の
シクロアルキル基、フェニル基，トリル基等のアリール
基、ベンジル基，フェニルエチル基等のアラルキル基又
はこれらの基の水素原子の一部又は全部をハロゲン原子
等で置換したクロロメチル基、３，３，３−トリフルオ
ロプロピル基などが挙げられる。

【００２４】また、上記式（５）中Ｙは酸素原子又は二
価の炭化水素基であり、二価の炭化水素基としては炭素
数が１０以下、特に１〜６のものが好適に使用され、例
えば下記構造の基などが挙げられる。

【００２５】

【化８】

【００２６】上記式（５）で示されるジアミンとして具
体的には、Ｙが酸素原子の場合、例えば下記構造のジア
ミノシロキサンが挙げられる。

【００２７】

【化９】

【００２８】また、Ｙが二価の有機基である場合には、
例えば下記構造のシリコーンジアミンが挙げられるが、
これらに限定されるものではない。

【００２９】

【化１０】

【００３０】

【化１１】

【００３１】次に、もう一つの成分である上記式（６）
のエーテルジアミンとして具体的には、下記のものが挙
げられるが、これに限定されるものではない。

【００３２】

【化１２】

【００３３】上述したテトラカルボン酸二無水物成分と
ジアミン成分とは、当量比で０．９〜１．１の範囲、特
に０．９５〜１．０５の範囲で配合することが好ましい
。

【００３４】上述した成分、配合比によりポリイミド樹
脂を重合する場合、公知方法に従い行なうことができる
。例えば、上記テトラカルボン酸二無水物成分とジアミ
ン成分との所定量をＮ−メチル−２−ピロリドン，Ｎ，
Ｎ’−ジメチルホルムアミド，Ｎ，Ｎ’−ジメチルアセ
トアミド等の極性有機溶剤中に仕込み、０〜６０℃の低
温で反応させてポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミ
ック酸樹脂を合成する。このポリアミック酸樹脂を単離
することなく、引き続いて１００〜２００℃、好ましく
は１４０〜１８０℃の温度範囲に溶液を昇温することに
よりポリアミック酸の酸アミド部分に脱水閉環反応が進
行し、目的とするポリイミド樹脂を合成することができ
る。また、この脱水閉環反応を短時間の内に完全に進行
させるためには、トルエン、キシレン等の共沸脱水溶剤
を併用することが好ましい。この重合反応の進行は赤外
吸収スペクトルのイミド基の特性吸収帯の変化から求め
るという公知の方法（特公昭５７−４１３３０号公報）
により検知することができる。脱水閉環によるイミド化
が終了した後は、この反応溶液を冷却し、メタノール中
に流し込むことによって再沈させ、これを乾燥するなど
して、本発明に係るポリイミド樹脂を得ることができる
。

【００３５】これらの一連の操作により得られるポリイ
ミド樹脂は、上述したように低沸点有機溶剤、即ち、シ
クロヘキサノン，アセトフェノン等のケトン系溶剤、テ
トラヒドロフラン，１，４−ジオキサン，ジグライム等
のエーテル系溶剤やセロソルブ系溶剤などに良好な溶解
性を示す。従って、後述するように本発明組成物は有機
溶剤に溶解して用いられるが、有機溶剤としては、これ
ら有機溶剤の１種を単独で又は２種以上を混合して用い
ることができる。

【００３６】本発明のプライマー組成物は、上述したポ
リイミド樹脂に加えてシランカップリング剤を配合する
。

【００３７】ここで、シランカップリング剤は下記一般
式（４）で示される化合物である。

【００３８】

【化１３】

【００３９】ここで、Ｍで示される加水分解性基として
は、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブ
トキシ基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基等
のアルコキシ基；アセトオキシ基、プロピオノキシ基、
ブチロイロキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシロキシ
基；イソプロペニルオキシ基、イソブテニルオキシ基、
１−エチル−２−メチルビニルオキシ基等のアルケニル
オキシ基；ジメチルケトオキシム基、メチルエチルケト
オキシム基、ジエチルケトオキシム基、シクロペンタノ
キシム基、シクロヘキサノキシム基等のイミノキシ基；
Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ−プロピ
ルアミノ基、Ｎ−ブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルア
ミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、シクロヘキシルア
ミノ基等のアミノ基；Ｎ−メチルアセトアミド基、Ｎ−
エチルアセトアミド基、Ｎ−メチルベンズアミド基等の
アミド基；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノオキシ基、Ｎ，Ｎ−
ジエチルアミノオキシ基等のアミノオキシ基を挙げるこ
とができる。

【００４０】このような式（４）のシランカップリング
剤として具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン
、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルジメチルモノ
メトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニル
トリス（ｔｅｒｔ−プチルパーオキシ）シラン、３−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシド
キシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタアクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタアクリロ
キシプロピルトリエトキシシラン、３−メタアクリロキ
シプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタアクリロ
キシプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−（２−アミ
ノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、
Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチル
ジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシ
ラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカ
プトプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジ
エトキシシラン、３−チオメタアクリレートプロピルト
リメトキシシラン、３−メタアクリルアミドプロピルメ
チルジエトキシシラン、３−チオメタアクリレートプロ
ピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。これらの
中でも特にＮ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリ
メトキシシランが好ましい。これらシランカップリング
剤は、単独で使用してもよく、２種以上混合しても差し
支えない。また、これらシランカップリング剤の加水分
解物の使用も可能である。

【００４１】本発明のプライマー組成物において、上述
した式（１）のポリイミド化合物と式（４）のシランカ
ップリング剤との配合量は作業条件等により適宜選択さ
れるが、通常ポリイミド化合物は組成物全体の２〜８０
重量％、特に１０〜５０重量％とすることが好ましく、
シランカップリング剤は組成物全体の２０〜９８重量％
、特に５０〜９０重量％とすることが好ましい。ポリイ
ミド化合物が２重量％未満であったり、シランカップリ
ング剤が９８重量％を超えると形成された皮膜の強度が
弱く、プライマー層で凝集破壊し易くなる場合があり、
ポリイミド化合物が８０重量％を超えたり、シランカッ
プリング剤が２０重量％に満たないと、接着性が弱くな
る場合がある。なお、この接着力の低下はシランカップ
リング剤の配合量が少なくなってシランカップリング剤
中に存在する反応性アルコキシ基含有量が少なくなるた
めであると考える。

【００４２】本発明のプライマー組成物は、前述の低沸
点有機溶剤で希釈可能であり、種々の濃度の溶液として
使用可能である。プライマー濃度としては、２０重量％
以下が好ましく、特に１０重量％以下とすることが望ま
しい。また、対象物に塗布する際、プライマーの皮膜の
厚みを１０μｍ以下、特に５μｍ以下とすることが望ま
しい。

【００４３】また、プライマー組成物の各種基材に対す
る塗布方法としてはハケ塗り、浸透法、ロールコータ法
、スプレー法等用途に合わせて可能である。また、半導
体素子に保護膜を形成する場合は、組成物をスピンコー
トやディスペンサーから滴下したり、あるいはその他の
公知の塗布方法により半導体素子上に塗布した後、有機
溶剤を１５０℃〜１８０℃で１〜２時間の加熱処理で揮
発させるという極めて簡単かつ低温短時間の処理により
素子や配線に対する接着性、耐熱性、電気特性、機械的
特性、吸湿半田特性に優れたプライマー層の保護膜を均
一にしかもピンホールなく形成することができる。

【００４４】このような本発明のプライマー組成物は金
属材料又はプラスチックからなる成形品の表面に強固な
硬化皮膜を形成し得るものであり、金属材料としては、
例えばアルミニウム，鉄，亜鉛，錫，銀，金，銅，ニッ
ケル，ステンレス，クロム銅，ケイ素銅，銅−ニッケル
合金等が、また、プラスチックとしては、例えばエポキ
シ樹脂，ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−
スチレン共重合体樹脂），ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテ
レフタレート樹脂），ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサル
ファイド樹脂），ＤＡＰ樹脂（ジアリルフタレート樹脂
），ナイロン，スチレン樹脂，メラミン樹脂，ポリエス
テル樹脂，ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。なお
、本発明組成物は、特に鉄、銅、ニッケル等の金属との
接着性が高いので、これら金属の表面にエポキシ樹脂成
形材料の硬化物を接着させるプライマーとして極めて有
用である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプライマ
ー組成物は金属材料又はプラスチックからなる成形品の
表面に強固な硬化皮膜を設ける際に有用で、これらの表
面改質に有効なものであり、特に半導体素子に用いる場
合、低温且つ短時間の熱処理により簡単な操作で優れた
耐熱性、電気的、機械的特性、吸湿半田特性、接着性を
有する硬化皮膜を半導体素子にピンホールなく均一に形
成することができ、従来の高温で長時間の熱処理を必要
とするポリイミド樹脂膜の製造法に比べて、大幅な省エ
ネルギー化が可能となり、その工業的価値は極めて大な
るものである。従って、本発明組成物は、塗料、染料、
コーティング剤、一般成形材料の下塗り剤などとして有
効であり、特に半導体用として有用である。

【００４６】

【実施例】以下、合成例、実施例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。

【００４７】〔合成例１〕…ポリイミド樹脂Ａ撹拌器、
温度計及び窒素置換装置を具備したフラスコ内にテトラ
カルボン酸二無水物成分として２，２−ビス（３，４−
ベンゼンジカルボン酸アンヒドリド）パーフルオロプロ
パン４．４ｇ（０．０１モル）と３，３’，４，４’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物２６．５ｇ（０．
０９モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリド
ン４００ｇを仕込み、これにジアミン成分としてビス（
３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン１９．
８ｇ（０．０８モル）と２，２−ビス〔４−（４−アミ
ノフェノキシ）フェニル〕プロパン８．２ｇ（０．０２
モル）とを溶解したＮ−メチル−２−ピロリドン溶液を
反応系の温度が５０℃を超えないように調節しつつ徐々
に滴下した。滴下終了後、更に室温で１０時間撹拌し、
次にフラスコに水分受容器付還流冷却器を取り付けた後
、キシレン３０ｇを加え、反応系を１６０℃に昇温し、
４時間１６０℃の温度を保持して反応させ、黄褐色透明
のポリイミド樹脂溶液を得た。なお、この反応において
３．４ｇの水が副生した。次いで、上記ポリイミド樹脂
溶液をメタノール中に投じ、再沈して樹脂を得た。この
樹脂を６０℃で２４時間減圧乾燥し、ポリイミド樹脂５
２．６ｇを単離した。

【００４８】このポリイミド樹脂の赤外線吸収スペクト
ルを観測したところ、ポリアミック酸に基づく吸収は観
測されず、１７８０ｃｍ−１と１７２０ｃｍ−１とにイ
ミド基に基づく吸収が確認された。

【００４９】〔合成例２〕…ポリイミド樹脂Ｂテトラカ
ルボン酸二無水物成分として３，３’，４，４’−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物２９．４ｇ（０．１モ
ル）を用い、ジアミン成分として１，２−ビス（γ−ア
ミノプロピルジメチルシリル）エタン２．６ｇ（０．０
１モル）と２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ
）フェニル）プロパン３６．９ｇ（０．０９モル）とを
用いる以外は合成例１と同様の操作により、ポリイミド
樹脂６７．１ｇを得た。

【００５０】〔合成例３〕…ポリイミド樹脂Ｃ撹拌器、
温度計及び窒素置換装置を具備したフラスコ内にテトラ
カルボン酸二無水物成分として２，２−ビス（３，４−
ベンゼンジカルボン酸アンヒドリド）パーフルオロプロ
パン４．４ｇ（０．０１モル）と３，３’，４，４’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物２６．５ｇ（０．
０９モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリド
ン４００ｇを仕込み、これにジアミン成分として１，２
−ビス（γ−アミノプロピルジメチルシリル）エタン２
０．８ｇ（０．０８モル）と２，２−ビス〔４−（４−
アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン８．２ｇ（０．
０２モル）とを溶解したＮ−メチル−２−ピロリドン溶
液６９ｇを反応系の温度が５０℃を超えないように調節
しつつ徐々に滴下した。滴下終了後、更に室温で１０時
間撹拌し、次にフラスコに水分受容器付還流冷却器を取
り付けた後、キシレン３０ｇを加え、反応系を１６０℃
に昇温し、４時間１６０℃の温度を保持して反応させ、
黄褐色透明のポリイミド樹脂溶液を得た。なお、この反
応において３．４ｇの水が副生した。 次いで、上記ポリイミド樹脂溶液をメタノール中に投じ
、再沈して樹脂を得た。この樹脂を６０℃で２４時間減
圧乾燥し、ポリイミド樹脂５２．８ｇを単離した。

【００５１】このポリイミド樹脂の赤外線吸収スペクト
ルを観測したところ、ポリアミック酸に基づく吸収は観
測されず、１７８０ｃｍ−１と１７２０ｃｍ−１とにイ
ミド基に基づく吸収が確認された。

【００５２】また、このポリイミド樹脂は、テトラヒド
ロフラン、１，４−ジオキサン、シクロヘキサノン、ア
セトフェノンに可溶であった。

【００５３】〔合成例４〕…ポリイミド樹脂Ｄテトラカ
ルボン酸二無水物成分として２，２−ビス（３，４−ベ
ンゼンジカルボン酸アンヒドリド）パーフルオロプロパ
ン１３．３ｇ（０．０３モル）と３，３’，４，４’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物２０．６ｇ（０．
０７モル）とを用い、ジアミン成分として１，２−ビス
（γ−アミノプロピルジメチルシリル）エタン１５．６
ｇ（０．０６モル）と１，４−ビス（４−アミノフェノ
キシ）ベンゼン１１．７ｇ（０．０４モル）とを用いて
、合成例１と同様の操作により、ポリイミド樹脂５４．
１ｇを得た。

【００５４】得られたポリイミド樹脂は、テトラヒドロ
フラン、１，４−ジオキサン、シクロヘキサノン、アセ
トフェノンのいずれの溶剤にも可溶であった。

【００５５】〔合成例５〕…ポリイミド樹脂Ｅテトラカ
ルボン酸二無水物成分として２，２−ビス（３，４−ベ
ンゼンジカルボン酸アンヒドリド）パーフルオロプロパ
ン１３．３ｇ（０．０３モル）と３，３’，４，４’−
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物２２．６ｇ（
０．０７モル）とを用い、ジアミン成分として１，２−
ビス（γ−アミノプロピルジメチルシリル）エタン２．
６ｇ（０．０１モル）と２，２−ビス〔４−（４−アミ
ノフェノキシ）フェニル〕プロパン３６．９ｇ（０．０
９モル）とを用いて、合成例１と同様の操作により、ポ
リイミド樹脂６８．９ｇを得た。

【００５６】得られたポリイミド樹脂は、テトラヒドロ
フラン、１，４−ジオキサン、シクロヘキサノン、アセ
トフェノンのいずれの溶剤にも可溶であった。

【００５７】〔合成例６〕…ポリイミド樹脂Ｆ（開環型
ポリイミド樹脂） 撹拌器、温度計及び窒素置換装置を具備したフラスコ内
にテトラカルボン酸二無水物成分として２，２−ビス（
３，４−ベンゼンジカルボン酸アンヒドリド）パーフル
オロプロパン４．４ｇ（０．０１モル）と３，３’，４
，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物２６．５
ｇ（０．０９モル）、及び溶剤としてＮ−メチル−２−
ピロリドン４００ｇを仕込み、これにジアミン成分とし
てビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサ
ン１９．８ｇ（０．０８モル）と２，２−ビス〔４−（
４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン８．２ｇ（
０．０２モル）とを溶解したＮ−メチル−２−ピロリド
ン溶液を反応系の温度が５０℃を超えないように調節し
つつ徐々に滴下した。滴下終了後、更に室温で１０時間
撹拌し、黄褐色のポリイミド樹脂溶液を得た。次いで、
上記ポリイミド樹脂溶液をメタノール中に投じ、再沈し
て樹脂を得た。この樹脂を６０℃で２４時間減圧乾燥し
てポリイミド樹脂５６ｇを単離した。

【００５８】このポリイミド樹脂の赤外線吸収スペクト
ルを観測したところ、ポリアミック酸に基づく吸収が２
９００ｃｍ−１と３１００ｃｍ−１に確認された。

【００５９】〔実施例・比較例〕表１，２，３に示すよ
うに前記合成例で得たポリイミド樹脂と下記のシランカ
ップリング剤を配合して１８種のプライマー組成物を調
製した。

【００６０】得られたプライマー組成物を用い、表１，
２，３に示す各種基材に対してプライマー塗布後（浸漬
法）、１５０℃で１時間キュアーし、その後エポキシ樹
脂成形材料（ＫＭＣ１６５ＶＡ：信越化学工業（株）製
）を１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ２で成形し、成形物を得
た。また、半導体素子に対して、プライマー組成物を塗
布し、１５０℃で１時間キュアー後、エポキシ樹脂成形
材料（ＫＭＣ１６５ＶＡ）を１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ
２で成形して成形物を得た（図１参照）。得られた成形
物に付いて、下記の試験を行なった。結果を表１，２，
３に併記する。接着性表１，２，３に示される各種テス
トピースにプライマー塗布後、直径１５ｍｍ、高さ５ｍ
ｍの円筒成形品を１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ２、成形時
間２分の条件で成形し、１８０℃で４時間ポストキュア
ーした後、プッシュプルゲージで成形物と各種テストピ
ースとの剥離力を測定した。 ヒートサイクルによる耐クラック性 ９．０ｍｍ×４．５ｍｍ×０．５ｍｍの大きさのシリコ
ンチップを１４ＰＩＮ−ＩＣフレーム（４２アロイ）に
接着し、その後表１，２，３に示されるプライマー組成
物を塗布後、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件１７
５℃×２分で成形し、１８０℃で４時間ポストキュアー
した後、−５０℃×３０分〜１８０℃×３０分の熱サイ
クルを繰り返し、１０００サイクル後の樹脂クラック発
生率を測定した。 耐湿性 ４ＤＲＡＭチップを２０ＰＩＮのＳＯＪフレームに接着
し、その後プライマー組成物をシリコンチップ表面とダ
イパッドの裏面（図１参照）に塗布後、これにエポキシ
樹脂組成物を成形条件１７５℃×３分で成形し、１８０
℃で４時間ポストキュアーした。これを１２１℃／１０
０％ＲＨ雰囲気中に２４時間放置して吸湿後、２１５℃
の半田浴に１０秒間浸漬し、さらに１２１℃／１００％
ＲＨ雰囲気中に３００時間放置した時のアルミニウム配
線断線率を測定した。 吸湿後の半田クラック性 ６０ｐｉｎＱＦＰ（サイズ２０ｍｍ×１４ｍｍ、ダイハ
ード下の樹脂厚０．７ｍｍ、ダイパッド寸法１０ｍｍ×
８ｍｍ）のダイパッド裏面（図１参照）にプライマー組
成物を塗布後、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件１
７５℃×３分で成形し、１８０℃で４時間ポストキュア
ーした。このパッケージを８５℃／８５％ＲＨの雰囲気
に２４時間放置して、吸湿処理を行なった後、これを２
１５℃の半田浴に１０秒浸漬した。この時に発生するパ
ッケージのクラック発生不良率を調べた（試験数ｎ＝１
０）。 シランカップリング剤：（いずれも信越化学工業（株）
製） ＫＢＭ４０３・・・３−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン ＫＢＭ５０３・・・３−メタアクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン ＫＢＭ６０３・・・Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン ＫＢＭ８０３・・・３−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン ＫＢＥ９０３・・・３−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン ＫＢＭ３０３・・・２−（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 ＫＢＥ４０２・・・３−グリシドキシプロピルメチルジ
エトキシシラン

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

【００６３】

【表３】

【００６４】以上の結果から、本発明のプライマー組成
物は、各種金属材料及び各種プラスチック類との接着性
に優れ、これらの表面改質に有効であることがわかる。 また、半導体素子に塗布した場合、耐クラック性、耐湿
性、吸湿半田特性に向上が認められ、本発明のプライマ
ー組成物を用いた低温短時間の加熱処理は、半導体製造
工程上コストダウン対策として極めて有効といえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る樹脂封止型半導体装置
を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　シリコンチップ ２　　ダイパッド ３　　リードフレーム ４　　ボンディングワイヤー ５　　樹脂封止剤 ６　　プライマー組成物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下記一般式（１）で示される構造単位
   を有するポリイミド化合物と下記一般式（４）で示され
   るシランカップリング剤とを配合してなることを特徴と
   するプライマー組成物。 【化１】 【化２】
2. 【請求項２】　　請求項１記載のプライマー組成物が塗
   布された半導体装置。