JPH0581622B2

JPH0581622B2 -

Info

Publication number: JPH0581622B2
Application number: JP29617889A
Authority: JP
Inventors: Masaru Oota; Kenichi Yanagisawa
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1989-11-16
Publication date: 1993-11-15
Also published as: JPH03157449A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は良好な離型性、金型汚れ性、捺印性を
有し、しかもシリコンチツプと樹脂界面およびリ
ードフレームと樹脂界面の密着の良い半導体封止
用のエポキシ樹脂組成物に関するものである。〔従来の技術〕半導体封止用エポキシ樹脂組成物は一般にトラ
ンスフアー成形法により成形される。この成形法において、成形により封止された半
導体を金型から円滑に取り出すため、あらかじめ
成形材料に離型剤、即ちワツクスを添加している
が、このワツクスは下記の条件を満足するもので
あることが必要である。良好な離型性を有すること。成形シヨツト数を重ねても、金型表面への付
着物が少なく、クリーニング回数が少なくてす
むこと、即ち型汚れ性が良好であること。捺印性が阻害されないこと。成形品表面に多
量にブリードしたり、又は空気中高温にさらさ
れることにより、容易に酸化して捺印性が低下
するワツクスは使用することが出来ない。ポストキユアー後のシリコンチツプと封止樹
脂界面、リードフレームと封止樹脂界面が実用
上十分に密着・接着していること。これらの界
面の剥離により水分がパツケージ内に侵入し易
くなり、半導体デバイスの耐湿性が著しく低下
する可能性があるためである。従来の離型剤としてはステアリン酸やモンタン
酸のような長鎖脂肪酸系ワツクス、ステアリン酸
亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸
カルシウムなどの長鎖脂肪酸の金属塩系のワツク
ス、カルナバワツクスやモンタン酸のエステル化
物で代表されるアミンを含有していない従来のエ
ステル系ワツクス、モンタン酸ビスアマイドで代
表されるビスアマイド系ワツクス等があるが、い
ずれも前述した条件を十分に満たしてはいなかつ
た。例えば、脂肪酸系やその金属塩系ワツクスは離
型、型汚れ、捺印のいずれも満足するが、樹脂と
シリコンチツプそしてリードフレームとの密着が
低下して耐湿性が低下してしまう。アミンを含有していない従来のエステル系ワツ
クスは離型、捺印、密着は良好であるが、型汚れ
特性の低いものがあり、金型クリーニング回数が
多くなる傾向にある。また、アミンを含有していないエステル系のあ
る種のものは高温で酸化し易く、捺印性が低下す
る場合も多い。ビスアマイド系ワツクス（例えば特開昭56−
52941号公報）は型汚れ性、捺印性、密着性は良
好であるが、かんじんの離型性が十分でない。これは、ビスアマイド系ワツクスはエポキシ樹
脂とあまりに良く相溶しすぎるため、成形品表面
にワツクスがほとんどブリードしないことによる
と考えられる。以上のワツクスを複合して用いることにより、
比較的良好な成形性を有する樹脂組成物が得られ
るものの、これらの欠点は完全にカバー出来なか
つた。しかも近年、耐熱性向上の要求が強くなつてお
り、耐熱性エポキシ樹脂、耐熱性硬化剤を用いる
必要があるが、これらを用いた封止材は、従来の
封止材に比べて離型性、型汚れ性が悪く、従来の
ワツクス系ではすでに限界があり、ますます上記
特性に優れた離型剤が必要とされるようになつて
きている。〔発明が解決しようとする課題〕本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、そ
の目的とするところは、金型からの離型性、
金型汚れ特性、成形品の捺印性、シリコンチ
ツプおよびリードフレームと樹脂の密着性の良好
な半導体封止用エポキシ樹脂の組成物を提供する
ことにある。〔課題を解決するための手段〕本発明者らは従来技術では克服できなかつたこ
れらの問題を解決するために、鋭意研究を進め、
特にワツクスとして、炭素数18以上35以下の長鎖
一価飽和脂肪酸と下記式（）で示される化合物
のエステルを、総離型剤中の50〜100重量％含有
する離型剤

〔作用〕

本発明で用いる離型剤は、炭素数18以上35以下
の長鎖一価飽和脂肪酸と式（）で示される化合
物とをエステル化させることにより合成される。ここに用いられる長鎖一価飽和脂肪酸の代表例
を挙げるとステアリン酸（炭素数18）、ベヘン酸
（炭素数22）、モンタン酸（炭素数28〜32）などが
挙げられる。本発明において長鎖一価飽和脂肪酸の炭素数を
限定している理由は、炭素数が18より少ないも
の、例えばパルミチン酸（炭素数16）などでは離
型性に優れたものを得る事が出来ないからであ
る。又、炭素数が35より大きいものは合成反応にお
ける収率が低下し、しかもエポキシ樹脂との相溶
性も低いため型汚れ性が低下する。離型剤を合成するもう一方の原料である式
（）の化合物は、例えばジエタノールアミン、
ジイソプロパノールアミン、そしてジヒドロキシ
ジフエニルアミン等が挙げられる。式（）の化合物と長鎖一価飽和脂肪酸とは当
量で反応させることが望ましいが、合成等の都合
上、多少当量比をずらせて合成しても差し支えな
い。一般に式（）の化合物／長鎖一価飽和脂肪酸
は当量比で80／100〜100／80の範囲が望ましい。
この合成した離型剤は、他の通常用いられている
離型剤と併用して用いてもよいが、総離型剤量の
50〜100重量％の使用が望ましい。 50重量％未満であると、離型性、型汚れ性、捺
印性、密着性（耐湿性）のいずれかが低下し、バ
ランスのとれない離型剤系となる。また、この合成離型剤の組成物への配合割合
は、エポキシ樹脂組成物全体量の0.1〜2.0重量
％、好ましくは0.3〜1.0重量％である。配合割合を多くしすぎると型汚れ性が低下する
のみならず、硬化物のガラス転移点（Tg）、機械
的強度、耐湿性が低下する。逆に配合割合を少なくすると、当然離型性が低
下し、著しく成形性が低下する。なお、本発明のアミン基含有のエステル化合物
離型剤が金型汚れ性と離型作用に顕著な効果があ
る理由は不明であるが、以下の様に推測してい
る。離型効果大である長鎖脂肪酸エステル構造を
有している。エポキシ樹脂に相溶あるいは反応しやすいア
ミン構造を有しているために成形品表面へのブ
リード量が少なく、金型汚れが少なくてすむ。本発明で用いるエポキシ樹脂は１分子中に２個
以上のエポキシ基を有するものであればいかなる
ものでも良く、例えばビスフエノールＡ型エポキ
シ樹脂、ビスフエノールＦ型エポキシ樹脂、フエ
ノールノボラツク型エポキシ樹脂、クレゾールノ
ボラツク型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、
さらにこれらのシリコーン変性樹脂及びその他変
性樹脂等が挙げられ、これらのエポキシ樹脂は１
種または２種以上混合して用いることも出来る。これらのエポキシ樹脂の中ではエポキシ当量が
150〜250、軟化点が60〜130℃であり、且つNa⁺，
Ｃ^-等のイオン性不純物が出来る限り少ないも
のが好ましい。本発明で用いるフエノール樹脂は硬化剤として
の働きをするものである。これらのフエノール樹脂としてはフエノールノ
ボラツク樹脂、クレゾールノボラツク樹脂、さら
に、これらのシリコーン変性樹脂およびその他の
変性樹脂等が挙げられ、これらは１種または２種
以上混合して用いることもできる。用いられるフエノール樹脂は水酸基当量が80〜
150、軟化点が60〜120℃であり、Na⁺，Ｃ^-等
のイオン性不純物が出来る限り少ないものが好ま
しい。総エポキシ樹脂成分と総硬化剤（フエノール樹
脂）成分は当量比でエポキシ基／フエノール性水
酸基＝70／100〜100／70の範囲が好適である。当量比が70／100未満もしくは100／70より大き
いとTgの低下、熱時硬度の低下、耐湿性の低下
等が生じ、半導体封止用樹脂組成物として不適と
なつてしまう。本発明で用いられる無機充填材としては結晶シ
リカ、溶融シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、
タルク、マイカ、ガラス繊維等が挙げられる。これらの１種又は２種以上混合して使用され
る。これらのうちで特に結晶シリカ又は溶融シリ
カが好適に用いられる。本発明に使用される硬化促進剤としてはエポキ
シ基とフエノール性水酸基との反応を促進するも
のであればよく、一般に封止用材料に使用されて
いるものを広く使用することができ、例えば
BDMA等の第３級アミン類、イミダゾール類、
１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセ
ン−７（DBU）、トリフエニルホスフイン
（TPP）等の有機リン化合物等を単独もしくは２
種以上混合して用いても良い。また、これら以外の成分として必要に応じてシ
ランカツプリング剤、臭素化エポキシ樹脂、三酸
化アンチモン、ヘキサブロムベンゼン等の難燃
剤、カーボンブラツク、ベンガラ等の着色剤及び
シリコーンオイル、ゴム等の低応力添加剤等の
種々の添加剤を適宜配合しても良い。本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を成
形材料として製造するには、エポキシ樹脂、硬化
剤、無機充填剤、硬化促進剤、離型剤として特殊
な合成ワツクス及びその他の添加剤をミキサー等
によつて充分に均一に混合した後、さらに熱ロー
ル又はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕する
ことによつて得ることができる。これらの成形材
料は電子部品あるいは電気部品の封止、被覆、絶
縁等に用いることができる。〔実施例〕次に実施例について比較例とあわせて説明す
る。なお、以下製造例、比較製造例、実施例およ
び比較例において「部」および「％」は重量部お
よび重量％を示す。（ワツクスの合成）製造例１ステアリン酸284g（1mol）と乾燥ベンゼン１
を入れ、攪拌しながら五塩化リン213g（1.02mol）
を30〜50gづつ加える。室温では塩素の発生は12
時間後に起きるので、その後２時間還流させる。
溶媒と塩化ホスホリルを除去した後、減圧蒸留し
ステアリン酸塩化物CH₃（CH₂）₁₆−COCを得
る。（一段目収率65〜70％）次にジエタノールアミン26.3g（0.25mol）と乾
燥ジメチルアニリン60.6g（0.5mol）を乾燥エーテ
ル100mlに溶かし、かきまぜながらステアリン酸
塩化物151.2g（0.5mol）を滴下する。滴下後２時間還流し放冷する。水を加えエーテルで抽出し、抽出溶液を10％硫
酸水溶液で数回洗い、脱溶媒して合成ワツクスＡ
を得る。（二段目収率90％）製造例２製造例１のステアリン酸をモンタン酸466g
（1mol）に変更し、さらにジエタノールアミンを
ジイソプロパノールアミン33.3g（0.25mol）に変
更した以外は同様に製造し、合成ワツクスＢを得
た。（一段目収率65〜70％、二段目収率90〜95％）製造例３製造例２のジイソプロパノールアミンをジヒド
ロキシジフエニルアミン50.2g（0.25mol）に変更
した以外は同様にして製造し、合成ワツクスＣを
得た。（一段目収率70〜75％、二段目収率95〜97
％）比較製造例１製造例１のステアリン酸をパルミチン酸254g
（1mol）に変更する以外は同様にして製造し、合
成ワツクスＤを得た。（一段目収率65〜70％、二
段目収率90％）比較製造例２製造例１のステアリン酸を炭素数36〜40の脂肪
酸564g（1mol）に変更する以外は同様にして製造
し合成ワツクスＥを得た。（一段目収率65〜70％、
二段目収率85〜90％）実施例１下記組成物ｏ−クレゾールノボラツク型エポキシ樹脂（エ
ポキシ当量200、軟化点65℃） 95重量部臭素化ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂（エポ
キシ当量370、軟化点65℃、臭素含有率37％）
５重量部フエノールノボラツク樹脂（OH当量105、軟
化点105℃） 50重量部溶融シリカ 490重量部トリフエニルホスフイン２重量部合成ワツクスＡ４重量部三酸化アンチモン 25重量部シランカツプリング剤２重量部カーボンブラツク３重量部を常温で充分混合し、次いで95〜100℃で加熱ニ
ーダー等により混練し、冷却後粉砕してタブレツ
ト化して本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物を得た。この材料をトランスフアー成形機（成形条件：
金型温度175℃、硬化時間２分）を用いて成形し、
成形時の離型性、型汚れ性を評価した。さらに得られた成形品を175℃、８時間後硬化
し、捺印性試験と耐湿性試験を行つた。評価結果を第１表に示す。実施例２実施例１において合成ワツクスＡの代りに合成
ワツクスＣとし、ｏ−クレゾールノボラツク型エ
ポキシ樹脂をシリコーン変性エポキシ樹脂(a)105
部とした以外は実施例１と同様にして半導体封止
用材料を得、同様にして評価した。結果を第１表に示す。実施例３実施例１と同様にして第１表に示す組成の半導
体封止用材料を得、実施例１と同様にして評価し
た。結果を第１表に示す。比較例１〜５実施例１と同様にして第１表に示す組成の半導
体封止用材料を得、実施例１と同様にして評価し
た。結果を第１表に示す。

【表】

〔発明の効果〕

本発明の合成ワツクスを用いてなるエポキシ樹
脂組成物は、離型性、金型汚れ性、捺印性が非常
に優れ、しかもシリコンチツプやリードフレーム
との密着も良いため、耐湿性に優れており、半導
体封止用樹脂組成物として非常に優れているもの
である。

Claims

【特許請求の範囲】１ (A) エポキシ樹脂 (B) 硬化剤 (C) 無機充填剤 (D) 硬化促進剤および (E) 炭素数18以上35以下の長鎖一価飽和脂肪酸と
下記式（）で示される化合物とのエステル
を、総離型剤中の50〜100重量％含有する離型
剤【化】を必須成分とする半導体封止用の樹脂組成物。