JPH03167215A - 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） 本発明は良好な離型性、金型汚れ性、捺印性を有し、し
かもシリコンチップと樹脂界面及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ｔｃ
＠ＩＪに関するものである．（従来技術） 半導体封止用エポキシ樹脂組成物は一般にトランスファ
ー戒形法により成形される． この威形法において、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、あらかじめ戒形材料に離型
剤、即ちワックスを添加しているが、このワックスは下
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． ■　或形ショット数を重ねても、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．戒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
下するワックスは使用することが出来ない．■　ボスト
キュアー後のシリコンチップと封止樹脂界面、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ッケージ内
に浸入し易くなり、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クン酸のよう
な長Ｍ脂肪酸系ワックス、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ックス、カルナバワックスやモン
クン酸のエステル化物で代表されるア竃ン基を含有しな
い従来のエステル系ワックス、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ックス等があるが、いず
れも前述した条件を十分に満たしてはいなかった．例え
ば、脂肪酸系やその金属塩系ワックスは離型、型汚れ、
捺印のいずれも満足するが、看墓〜シリコンチップそし
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． 従来のアミン基を含有しないエステル系ワックスは離型
、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、アミン基を含有し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． ビスアマイド系ワックス（例えば特開昭５６−５２９４
１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
ド系ワックスはエポキシ樹脂とあまりに良く相溶しすぎ
るため、威形品表面にワッ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． 以上のワッ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ｍ戒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った． しかも近年、耐熱性向上の要求が強くなっており、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、従来のワッ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
よう己なってきている． （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、
■戒形品の捺印性、■シリコンチップ又はリードフレー
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
組威物を提供することにある． （ｌＫ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ったこれらの問
題を解決するために、鋭意研究を進め、特にワックスと
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（ｎ）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 ？。一、一山−Ｒ−ｏＨ（ＩＩ〕 （Ｒ　：　−ＣｎＨｔａ　　，　　ｎ≧１．又は一〇一
）を含有するエポキシ樹脂組戒物が、目的とする特性を
満足することを見いだし、本発明を党威するに至ったも
のである． （作　用） 本発明で用いる離型剤は、炭素数ｌ８以上３５以下の長
鎖一価飽和脂肪酸と式（Ｕ）で示される化合物とをエス
テル化させることにより合威される．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）、モンクン酸（
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、炭素数がこれより少ないもの、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
きいものは合威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に型汚れ性が低下する． 離型剤を合威するもう一方の原料である式（ＩＩ）の化
合物は、例えばジエタノールアξン、ジイソプロパノー
ルアミン、そしてジヒドロキシシジフエニルアξン等が
挙げられる． 式（ＩＩ）の化合物と長該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、合威等の都合上、多少当量
比をずらせて合威しても差し支えない． 一般に式（ＩＩ）の化合物／長鎖一価飽和脂肪酸−８０
／　１　０　０〜１００７８０の範囲が望ましい．この
合威した離型剤は、他の通常用いられている離型剤と併
用して用いてもいが、総離型剤量の５０〜１００重景％
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ｍ底物への配合割合は、エポキ
シ樹脂組威物全体量の０．　１〜ｚＯ重量％、好ましく
は０．３〜１．０重景％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
しく戒形性が低下する。

本発明のアミン基含有のエステル型離型剤が金型汚れ性
と離型性に顕著な効果のある理由は不明であるが、次の
ように推測されている．（ａ）　　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こと ために戒形品表面へのブリード量が少なく、金型汚れ性
が良好である． 本発明で用いるエポキシ樹脂は下記式〔Ｉ〕で示される
エポキシ樹脂や あるいは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、例えばビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂、ビスフエノ・−ルＦ型エポキシ樹脂
、フェノールノボラツク型エポキシ樹脂、タレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、更にこ
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種又は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、本発明で用い
るフェノール樹脂は硬化剤としての働きをするものであ
る． 本発明で用いられるフェノール樹脂は下記式［［１１］
で示されるフェノール樹脂や （Ｒ＋　　〜Ｒｓ　　：　Ｈ，　　ＣＨｓ　，　Ｃ（Ｃ
Ｈ３）！　　）あるいはフェノールノボラック樹脂、タ
レゾールノボラック樹脂、更に、これらのシリコーン変
性樹脂及びその他の変性樹脂等が挙げられ、これら〜１
５０、軟化点が６０〜１２０゜Ｃであり、Ｎａ”Ｃ１一
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
． なお、本発明において式（１）及び（Ｉ［［）に示され
る耐熱性樹脂は、下記の条件を満たして配合する必要が
ある． （１）式（１）に示される耐熱性エポキシ樹脂を総エポ
キシ樹脂中の５０〜１００重量％含有すること． （２）あるいは式（Ｉ［Ｉ）に示される耐熱性ヲェノー
ル樹脂を総フェノール樹脂中の５０〜１００重量％含有
すること， 耐熱性が低下し、半田耐熱性が低下するために表面実装
対応ＩＣ封止用樹脂組威物としての適性を欠くことにな
る． 総エポキシ樹脂戒分と総硬化剤（フェノール樹脂）戒分
は当量比でエポキシ基／フェノール性水酸基−７０／１
００〜１　０　０　／７０の範囲が好適であ当量比護７
０／　１　０　０未満もしくは１　０　０　／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１ｌ或物として不適となって
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、アル逅ナ、炭酸カルシウム、タルク、マイ力
、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
ェ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、１．８一ジアザビシクロ（５，４．０１
ウンデセン−７（ＤＢＵ）、｝リフェニルホスフィン（
ＴＰＰ）等の有機リン化合物等が単独もしくは２種以上
混合して用いても良い．また、これら以外の戒分として
必要に応じてシランカップリング剤、ブロム化エポキシ
樹脂、二酸化アンチモン、ヘキサプロムベンゼン等の難
燃剤、カーボンプラック、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．本発明の封止用エポキシ樹脂ｍ
戒物を威形材料として製造するには、エポキシ樹脂、硬
化剤、無機充填材、硬化促進剤、離型剤として特殊な合
成ワックス及びその他の添加剤をミキサー等によって充
分に均一に混合した後、さらに熱ロニル又はニーダー等
で溶融混練し、冷却後粉砕することによって得ることが
できる．これらの戊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、実施例及び比較例においてｒ
部」及びｒ％』は重量部及び重量％を示す． （ワックスの合成） 製造例１ ステアリン酸２８４ｇ（ｌｍｏｊ！）と乾燥ベンゼン１
ｌを入れ、攪拌しなから五塩化リン２１３ｇ（１．０２
ｍｏｊ！）を３０〜５０ｇずつ加える．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ＣＨＩ（ＣＨＩ）１４一ｃｏｃｚを得
る（一段目収率６５〜７０％）．次にジエタノールアミ
ン２６．３ｇ　（０．２５ａｏｊ！　）と乾燥ジメチル
アニリン６０．６ｇ　（０．５ｍｏｊ！）’を乾燥エー
テル１００１ｄに溶かし、かきまぜながらステアリン酸
塩化物１５１．　２　ｇ　（０．　５ｍｏｊ！　）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ｌＯ％硫酸水溶
液で数回洗い、脱溶媒して合或ワックス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（ＩＩｌ
ｏ１）に変更し、更にジエタノールアξンをジイソプロ
パノールアミン３３．３ｇ　（０．２５ｍｏｊ）に変更
した以外は同様に製造し、合戒ワックス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のジイソプ口バノールアξンをジヒドロキシジ
フェニルアミン５０．２　ｇ　（　０．　２５ｍｏ　ｌ
　）変更した以外は同様にして製造し、合戒ワックスＣ
を得た．（一段目収率７０〜７５％、二段目収率斡〜９
７％） 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（１ｎ
＋ｏｊ！）に変更する以外は同様にして製造し、合成ワ
ックス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５
６４ｇ（ｌｍｏｊ！）に変更する以外は同様にして製造
し、合或ワックスＥを得た。（一段目収率６５〜７０％
、二段目収率８５〜９０％）実施例１ 下記ＩＪｌ戒物 エポキシ樹脂Ａ　　　　　　　　　　　９５重量部臭素
化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当ｆｆｉ
３７０．軟化点６５゜Ｃ，臭素含有率３７％）５重量部 フェノールノボランク樹脂 （○Ｈ当量１０５．軟化点１０５゜Ｃ）　　　　５０重
量部溶融シリカ　　　　　　　　　　　４９０重量部ト
リフェニルホスフィン　　　　　　　２１１部合戒ワッ
クスＡ４゜重量部 二酸化アンチモン　　　　　　　　　２５重量部シラン
カップリング剤　　　　　　　　　２重量部カーボンブ
ラック　　　　　　　　　　３重量部を常温で充分混合
し、次いで９５〜１００″Ｃで加熱二一ダー等により混
練し、冷却後粉砕してタブレッ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ァー戒形機（戒形条件二金型温度
１７５℃、嬢化時間２分）を用いて或形し、戒形時の離
型性、型汚れ性を評価した．更に得られた戒形品を１７
５゜Ｃ、８時間後硬化し、捺印性試験と耐湿性試験を行
った．評価結果を第ｌ表に示す． 実施例２ 実施例１において合或ワックスＡを合威ワックスＢとし
、エポキシ樹脂ＡをＯ−タレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量２００、軟化点７０゜Ｃ）とし、
更にフェノールノボラック樹脂をフェノール樹脂Ａ５０
重量部と変更した以外は実施例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３〜５ 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。

比較例１〜４ 実施例１と同様にして第１表に示す組威の半導体封止用
材料を得、実施例ｌと同様にして評価した． 結果を第１表に示す． ＄１　下記式（ＩＶＩで示されるエポキシ樹脂Ａ（エポ
キシ当ｉｉ２　１　０，軟化点７０゜Ｃ）ｎヨ１〜５ 率２　下記式（Ｖ）で示されるエポキシ樹脂Ｂ（エポキ
シ当量ｌ８５） ＊３　下記式（Ｖｌ）で示されるシリコーンオイル２０
重量部と式（ＴＶ）で示されるエポキシ樹脂１００重量
部との反応物（エポキシ当１２７０、軟化点７５゜Ｃ） ●４　下記式〔■〕で示されるフェノール樹脂Ａ（ＯＨ
当ｆｆｉｌｏＯ，軟化点１０５℃）ｎ−１〜５ 傘５　下記式〔■〕で示されるフェノール樹脂Ｂ（ＯＨ
当ｆｆｉ１８５、軟化点６５℃） Ｉ６　　下記式（ＩＸ）で示されるシリコーンオイル２
０部と下記式〔■〕で示されるフェノール樹脂１００重
囚部との反応物（ＯＨ当量１２３、軟化点１１０゜Ｃ） 評価方法 ＄７）コンベンショナルタイプの金型からの戒形品の離
型性を定性的に評価．（威形条件１７５℃、注入１５秒
、軟化点１０５秒） ネ８）型曇りが発生するまでの威形ショット゜数にて判
定。

本９）　１０ショット目の成形品を使用し、捺印後セロ
テープを貼る。このセロテープを剥がした時捺印がとら
れた数で判定． 表中には戒形品５０個の捺印のはがれた戒形品個数を示
す． ＊ｌＯ）威形品１００個（後硬化１７５℃、８Ｈｒｓ）
について１２０℃の高圧水蒸気下で１０００時間の耐湿
試験を行い不良個数を調べた．表中には１００個中の不
良個数を示す． 本１１）　　戒形品（チップサイズ３６ＩｎＩ１２、パ
ッケージ８２．　０　ｍｍ）　２０個ニツイテ８５℃、
８５％ＲＨ（７）水蒸気下で７２時間処理後、２４０゜
Ｃの半田槽に１０秒間浸漬し、クラックの発生した個数
を示す。

（発明の効果） 本発明の合戒ワッ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
シリコンチップやリードフレームとの密着も良いため、
耐湿性にも優れてｌり、半導体封止用樹脂ｍ戒物として
非常に優れているものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）（１）下記式〔 I 〕で示されるエポキシ樹脂を
   総エポキシ樹脂中の５０〜１００重量％含有するエポキ
   シ樹脂 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （２）硬化剤 （３）無機充填材 （４）硬化促進剤及び （５）炭素数１８以上３５以下の長鎖一価飽和脂肪酸と
   下記式〔II〕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▲数式、化学式
   、表等があります▼（II） （Ｒ：−ＣｎＨ＿２＿ｎ−、ｎ≧１、▲数式、化学式、
   表等があります▼）を必須成分とする半導体封止用の樹
   脂組成物。 （２）（１）′エポキシ樹脂 （２）′下記式〔III〕で示されるフェノール樹脂硬化
   剤を総硬化剤中の５０〜１００重量％含有するフェノー
   ル樹脂硬化剤 ▲数式、化学式、表等があります▼〔III〕 （Ｒ＿１〜Ｒ＿５：Ｈ、ＣＨ＿３、Ｃ（ＣＨ＿３）＿３
   ）（３）無機充填材 （４）硬化促進剤及び （５）炭素数１８以上３５以下の長鎖一価飽和脂肪酸と
   下記式〔II〕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▲数式、化学式
   、表等があります▼（II） （Ｒ：−ＣｎＨ＿２＿ｎ−、ｎ≧１、▲数式、化学式、
   表等があります▼　）を必須成分とする半導体封止用の
   樹脂組成物。 （３）１下記式〔 I 〕で示されるエポキシ樹脂を総エ
   ポキシ樹脂中の５０〜１００重量％含有するエポキシ樹
   脂 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 （２）′下記式〔III〕で示されるフェノール樹脂硬化
   剤を総硬化剤中の５０〜１００重量％含有するフェノー
   ル樹脂硬化剤 ▲数式、化学式、表等があります▼〔III〕 （Ｒ＿１〜Ｒ＿５：Ｈ、ＣＨ＿３、Ｃ（ＣＨ＿３）＿３
   ）（３）無機充填材 （４）硬化促進剤及び （５）炭素数１８以上３５以下の長鎖一価飽和脂肪酸と
   下記式〔II〕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▲数式、化学式
   、表等があります▼〔II〕 （Ｒ：−ＣｎＨ＿２＿ｎ−、ｎ≧１、▲数式、化学式、
   表等があります▼）を必須成分とする半導体封止用の樹
   脂組成物。