JPS5975923A - 半導体封入用エポキシ樹脂組成物 - 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】 本発明は貯蔵安定性に優れかつ電気特性にも優れた半導
体封入用エポキシ樹脂組成物に関するものである。

半導体の封入はその経済性の優位からエポキシ樹脂によ
る低圧トランスファー成形が主流となっており、なかで
も耐湿性に優れたノボラック系エポキシ樹脂をフェノー
ルノボラックで硬化させる系が良（用いられている。こ
れらの系に於いては、成形時のサイクルを短くするため
硬化促進剤を用いるのが普通であり、実用化できる速さ
の硬化性を持たそうとすれば室温でも反応が進み成形材
料が保存中圧フローが短くなり成形トラブル或は成形不
能の原因となっている。このため成形材料は低温で保管
、運搬する必要があり多大な不便さと費用とを余儀なく
されていた。さらに硬化促進剤の添加は、一般には材料
中に不純物を持ちこむ結果となり材料の電気特性を悪く
する。これはますます高信頼性を要求される最近の半導
体封入用成形材料にとっては致命的となる。

成形時に速い反応性を持ち材料の保存温度（室温）では
反応しない即ち、潜伏性を有し、なおかつ成形材料の電
気特性を低下させない硬化促進剤の出現が長い間求めら
れていたものであった。

このような硬化促進剤に関する研究は数多くなされてい
る。

潜伏性を良くする硬化促進剤としては古くからアミンの
ホウ素塩、またはアミンのホウ素錯塩が知られているが
これらは電気的特性に劣り、しかも硬化も遅く目的の成
形材料用としては使用できるものではなかった。その改
良として、テトラフェニルボレート塩のアミン塩の使用
例（例エバ特開昭４９−１１８７９８　）があるが、電
気特性で充分でなく、アミンをトリエチルアンモニウム
に限定し、しかもあらかじめ硬化剤と混融する方法（例
えば特開昭５４−１１０２９７　）によって電気特性に
もかなりの改良が加えられた。

我々は更に優れた電気特性と保存性とを両立させるべく
鋭意検討を続けた結果、この発明に至ったものである。

即ち、本発明の骨子とするところは、ノボラック系エポ
キシ樹脂と硬化剤としてフェノール類のノボラックを使
用する系に於て、硬化促進剤として１．８ジアザビシク
ロ（５，４，０）ウンデセン７（以下ＯＢＵという。）
のテトラフェニルボレート（以下ＴＰＢという。）を硬
化剤に対して４〜２０重量部望ましくは５〜１０重量部
をあらかじめ硬化剤に固体のままブレンドすることであ
り、その目である。

ノボラック系エポキシ樹脂としては、フェノール、クレ
ゾール、キシレノールなどとホルムアルデヒドなどとを
酸性触媒で縮合させ生成する樹脂を原料とし、エピクロ
ルヒドリンでグリシジルエーテル化したものがとくに好
適である。

さらに硬化剤としての７エノール類のノボラックとして
は、上記の原料ノボラックと同様のものがとくに好適で
ある。

これらとＤＢＵ−ＴＰＢ　硬化促進剤とを組み合わせる
ことのみによって目的は達せられる。硬化促進剤として
ＤＢＵまたはその塩を使うことはすでに公知であるが（
例えば特開昭５１−２６９９９）、この場合潜伏性は持
たず、ＢＰ、などとの錯塩、ＢＦ４゜塩、ＴＰＢ塩とし
てはじめて潜伏性を賦与できるが電気特性が充分でなく
この観点からＴＰＢ塩が必須となる。

その配合量は硬化剤に対し４〜２０重量部望ましくは５
〜１０重量部である。これより少い場合材料は充分な硬
化性を得られず、多すぎる場合は硬化促進剤のかさばり
が大きいため混合がうまく行かず特性への悪影響があら
れれる。

その添加方法は硬化剤へのトライブレンドである。電気
特性を維持するために、硬化剤へ混融する方法（例えば
特開昭５４−１１０２９７　）があるが、混融すると肝
腎の潜伏性が損なわれる。ＤＢＵ−ＴＰＢは混融せずド
ラブレンドで充分な電気特性を得ることができる。方法
としては、ブレンダーその他が考えられるが望ましくは
ボールミルを使用することが良好な結果が得られる。こ
れらのレジン−硬化促進剤系は無機フィラー、離型剤、
着色剤その他の添加物などと通常の方法（ロール混線、
スクリュー押出し混線など）によって混練され、成形材
料とされる。

以下実施例によって説明する。なお特に注記しない限り
量は重量部で表す。

実施例１゜ フェノールノボラック硬化剤１０部とＤＢＵ−ＴＰＢ塩
１．０部とをボールミルを使って１時間粉砕混合する。

これにエポキシオルトクレゾールノボラック２０部、溶
融シリカ粉末６４部、ステアリン酸１．０部、７ランカ
ツプリング剤２．０部、カーボンブラック２．０部をブ
レンドし、７０〜９０℃の熱ロールで約１０分間混線冷
却後粉砕して成形材料とした。

この材料を用いて硬化性、材料保存性、１５０℃での体
積抵抗率を測定した（測定方法は後述）。

表１より硬化性と保存性を両立させしかも１５０℃での
体積抵抗率も高レベルにある。

実施例２゜ エポキシオルトクレゾールノボラックのかわりにエポキ
シフェノールノボラックを使い実施例１と同様の方法で
材料を得表１に示す結果を得た。

実施例１と同様の特性の材料が得られた。

比較例１゜ 硬化促進剤としてトリエチルアミン−ＴＰＢ。

２メチルイミダゾール−ＴＰＢ塩を使い、実施例１と同
様の方法で得た材料を用い表１の結果を得た。

保存性は良好であるが、実施例１より体積抵抗率で劣る
。これはＬＳＩ用としてはレベルが低い。

比較例２゜ 硬化促進剤としてＤＢＵのフェノール塩、２エチルヘキ
サン酸塩を使い、実施例１と同様の方法で得た材料を用
い表１の結果を得た。電気特性は良好であるが潜伏性は
全く示さず従来の材料の域を出ない。

実施例３゜ 実施例１と同様の組成でロールのかわりにコニーダを用
いて材料を得た。

コニーダーの条件 初期フロー　　　　９０α フロー残存率　　９２％ 硬化性　７０ 体積抵抗率（１５０°Ｃ）　　６．８Ｘ１０１３０−ル
と同様目標の材料が得られる。

実施例４゜ フェノールノボラック硬化剤１００部に対しＤＢｔＪ−
ＴＰＢ　をそれぞれ０．４部、２部をそれぞれ添加し、
あとは実施例１の方法によって材料を得た。材料試作中
硬化促進剤２部を加えたものは硬化促進剤のかさばりが
多く、ボールミルでの混合に時間を要した。特性を表２
に示す。０．４部は硬化性で下限であり、２部は、電気
特性スパイラルフロー、材料製造面から上限である。

表２ 実施例５ フェノールノボラック硬化剤４０部とＤＢＬＩ−ＴＰＢ
　　１．０部とを１５０℃で溶融混合した。溶融物は透
明な均一層となる。冷却後粉砕し以下実施例１と同様の
方法で材料を得た。そのフロー変化は次の通り。

初期フロー　　７５ｃｒＬ フロー残存率　　　　５０　％　（４０℃　７日　）実
施例６゜ 実施例１の材料を使って模擬素子による信頼性のテスト
を行なった。

アルミニウムの配線を持った模擬素子を材料で封入し１
２０℃　２，２気圧の水蒸気中で処理し、その絶縁抵抗
の劣化を追跡した。

なおブランクとしては、市販のＬＳＩ封入用成形材料を
用いた。その結果本発明の材料は良い結果を示した。

表３ １０個中の不良率で示す。

測定方法 （１）ｅ化性 トランスファー成形で１０Ｘ５０Ｘ３　ｍの成形品を成
形し、型より取り出して後１０″後にバーコル硬度計（
４９３５）で熱時の硬さを測定した。

成形条件は圧力５０　Ｋｙ／ｃｉ　、１６５℃、９０″
である。

（２）保存性 材料をポリエチレン袋に取り、４０℃の乾燥機中に一定
時間保存後、保存前後のフローをＥＭＭ工法スパイラル
フローを測定した。

（３）１５０℃の体積抵抗率 ＪＩＳ６９１１　の体積抵抗率測定方法に準じ、サンプ
ルを１５０℃雰囲気Ｋ　３０分放置後同じ雰囲気中で測
定した。なお試験片は１６５℃で１２　ｈｒｓ　　アフ
ターキュアーしたものを用いた。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノボラック系エポキシ樹脂と硬化剤としてフェノ
   ール類のノボラックを使用する系に於いて、硬化促進剤
   として、１．８ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセ
   ン７のテトラフェニルボレート塩を硬化剤に対し４〜２
   ０重量部望ましくは５〜１０重量部を予め硬化剤に固体
   のままブレンドして成ることを特徴とするエポキシ樹脂
   組成物。
2. （２）ノボラック系エポキシ樹脂又は（及び）硬化剤と
   してのフェノール類のノボラックが、フェノール、クレ
   ゾール又はキシレノール等とホルムアルデヒド等とを酸
   性触媒で縮合させて生成する樹脂を原料としてエピクロ
   ルヒドリンでグリシジルエーテル化したものである特許
   請求の範囲第（１）項記載のエポキシ樹脂組成物。
3. （３）　１．８ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセ
   ン７のテトラフェニルボレート塩が５〜１０重量部であ
   る特許請求の範囲第（１）又は（２）項記載のエポキシ
   樹脂組成物。