JPS6320321A - 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】 【産業上の利用分野〕 本発明は、エポキシ樹脂組成物に係り、特に、金属、例
えば、アルミニウムの防蝕性にずくれた性能をもつ、樹
脂酸物に関する。

〔従来の技術〕

樹脂封止型半導体装置は、主として、ノボラック型フェ
ノール樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂系組成物で封止
されている。しかし、この半導体装置を高置高湿下に放
置した場合、樹脂バルク中や、樹脂とリード線、素子と
の隙間を通じて外部の水分が、パッケージ内部に浸入し
、素子上のアルニウム（ＡＩ２と記す）配線、ボンディ
ングバンド部のＡＱを腐食し、断線させる問題がある。

この対策として、樹脂バルク中の疎水化、素子表面のカ
ップリング剤処理、あるいは、樹脂硬化物の低応力化、
素材の高純度化（イオン性不純物の除去）などの対策が
とられてきた。

しかし、セラミックス封止半導体導体装置が従来用いら
れてきた分野へも、その低コスト化を図る上から、樹脂
封止型半導体装置の用途拡大が進んでおり、樹脂封止型
半導体装置には、更に優れた耐湿信頼性の付与が必要と
なってきている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、高温高湿下で信頼性の高い動作が可能
な半導体装置を提供することにある。

本発明の要旨は、 １、多官能エポキシ化合物と、一般式 ％式％ 〔式中、Ｒｚは水素または水酸基、Ｒｚ、　Ｒａ、　Ｒ
４は水素、水酸基またはメトキシル基、Ｒｓは水素、ガ
ロイル基、または、グリコビラジノル基である、〕で表
わされるフラバン−３−オール、または、フラバン−３
，４−ジオールを構成単位としたニないし十重量体の群
より選ばれた少なくとも一種のプロアントシアニジンと
を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物、 ２、多官能エポキシ化合物と、一般式 ０式％ 〔式中、Ｒ１は水素または水酸基、Ｒｘ　、　Ｒｓ　。

Ｒ４は水素、水酸基またはメトキシル基、Ｒ５は水素、
ガロイル基、または、グリコビラジノル基である。〕で
表わされるフラバン−３−オール、または、フラバン−
３，４−ジオールを構成単位としたニないし中量体の群
より選ばれた少なくととも一種のプロトシアニジンとを
含むエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子及びリー
ド線の少なくとも一部を被覆、および／または封止成形
してなることを特徴とする半導体装置である。

本発明でいう多官能エポキシ化合物には、例えば、ビス
フェノールＡのグリシジルエーテル、ブタジエンジエポ
キサイド、３，４−エポキシシクロへキシルメチル−（
３，４−エポキシ）シクロヘキサンカルボキシレート、
ビニルシクロヘキサンジオキサイド、４，４′−ジ（１
，２−エポキシエチル）ジフェニルエーテル、２，２−
ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロパン、レ
ゾルシンのグリシジルエーテル、フロログルシーンのジ
グリシジルエーテル、メチルフロログルシンのジグリシ
ジルエーテル、ビス−（２，３−エポキシシクロペンチ
ル）エーテル、２−　（３゜４−エポキシ）シクロヘキ
サン−５，５−スピロ（３，４−エポキシ）シクロヘキ
サン−ｍ−ジオキサン、ビス−（３，４−エポキシ−６
−メチルシクロヘキシル）アジペート、Ｎ　＋　Ｎ　’
　　ｍ−フェニレンビス（４，５−エポキシ−１，２−
シクロヘキサンジカボキシイミドなどの三官能のエポキ
シ化合物、パラアミノフェノールのトリグリシジルエー
テル、ポリアリルグリシジルエーテル、１．３．５−ト
リ（１，２−エポキシエチル）ベンゼン、２．２’、４
．４’−テトラグリシドキシベンゾフェノン、フェノー
ルホルムアルデヒドノボラック樹脂のポリグリシジルエ
ーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメ
チロールプロパンのトリグリシジルエーテなどの三官能
以上のエポキシ化合物、また、臭素化エポキシ等のハロ
ゲン化エポキシ化合物、あるいは、ヒダントインエポキ
シ化合物が用いられる。

本発明において、 一般式 ％式％ 〔式中、Ｒ１は水素または水酸基、Ｒｚ　、　Ｒａ　。

Ｒ４は水素、水酸基またはメトキシル基、Ｒ５は水素、
ガロイル基またはグリコピラノシル基である。〕で表わ
されるフラバン−３−オール、またはフラバン−３，４
−ジオールを構成単位としたニないし中量体の群より選
ばれた少なくととも一種であるプロアントシアニジンと
は、例えば、カテキンガレート などがある。上記化合物の一種以上を併用して用いるこ
とも出来る。

本発明のエポキシ樹脂組成物には公知の硬化剤が併用さ
れる。それには、垣内弘著；エポキシ樹脂（昭和４５年
９月発行）１０９〜１４９ページ、Ｌｅｅ、　Ｎｅｖｉ
ｌｌｅ著；Ｅｐｏｘｙ　Ｒｅｓｉｎｓ（Ｍｅ　Ｇｒａｙ
　−ＨｌｌｌＢｏｏｋ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｉｎｃ、　Ｎ
ｅｔ＋　Ｙｏｒｋ、　１９５７年発行）６３〜１４１ペ
ージ、Ｐ　、　Ｅ　、　Ｂｒｕｎｌｓ著；　Ｅｐｏｘｙ
Ｒｅｓｉｎｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　（Ｉｎｔｅｒｂ
ｃｉｅｎｃｅ　Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ。

Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、　１９６８年発行）４５−１１１ペ
ージなどに記載の化合物であり、例えば、脂肪族ポリア
ミン、を含むアミン類、カルボン酸類、　（トリメリッ
ト酸トリグリセライド（リカレジン・ＴＮＴＡなど）を
含む）カルボン酸無水物類、脂肪族および芳香族ポリア
ミドオリゴマーおよびポリマー類、三フッ化ホウ素−ア
ミンコンプレックス類、フェノール樹脂、メラミン樹脂
、ウレア樹脂、ウレタン樹脂などの合成樹脂初期縮合物
類、その他、ジシアンジアミド、カルボン酸ヒドラジド
、ポリアミノマレイミド類などがある。

これら硬化剤は、用途、目的に応じて一種以上使用する
ことが出来る。

特に、フェノールボラック樹脂は、硬化樹脂の金属イン
サートに対する密着性、成形時の作業性などの点から、
半導体封止用材料の硬化剤成分として、好適である。

樹脂組成物には、エポキシ化合物とノボラック型フェノ
ール樹脂の硬化反応を促進する効果が知られている公知
の触媒を使用することが出来る。

さらに、エポキシ樹脂組成物の硬化反応を促進するため
、各種の触媒を添加することができ、この触媒には、例
えば、トリエタノールアミン、テトラメチルブタンジア
ミン、テトラメチルペンタンジアミン、テトラメチルヘ
キサンジアミン、トリエチレンジアミン及びジメチルア
ニリン等の第三級アミン、ジメチルアミノエタノール及
びジメチルアミノペンタノール等のオキシアルキルアミ
ンならびにトリス（ジメチルアミノメチル）フェノール
及びメチルモルホリン等のアミン類を適用することがで
きる。

又、同じ目的で、触媒として、例えば、セチルトリメチ
ルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニ
ウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムアイ
オダイド、トリメチルドデシルアンモニウムクロライド
、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムクロライ
ド、ペンジルメチルパルミチルアンモニウムクロライド
、アリルドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、
ベンジルジメチルステアリルアンモニウムプロマイト、
ステアリルメチルアンモニウムクロライド及びベンジル
ジメチルテトラデシルアンモニウムアセテート等の第四
級アンモニウム塩を適用することができ、更には、２−
ウンデシルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２
−エチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール
、２−メチル−４−エチルイミダゾール、１−ブチルイ
ミダゾール、１−プロピル−２−メチルイミダゾール、
１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエ
チル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２
−ウンデシルイミダゾール、ｌ−シアノエチル−２−フ
ェニルイミダゾール、１−アジン−２−メチルイミダゾ
ール及び１−アジン−２ウンデシルイミダゾール等のイ
ミダゾール化合物あるいは又、トリフェニルホスフィン
テトラフェニルボレート、トリエチルアミンテトラフェ
ニルボレート、Ｎ−メチルモルホリンテトラフェニルボ
レート、ピリジンテトラフェニルボレート２−一エチル
ー４−メチルイミダゾールテトラフェニルボレート及び
２−エチル−１，４−ジメチルイミダゾールテトラフェ
ニルボレート等のテトラフ二二ルボロン塩等が有用であ
る。

これら触媒はその二種以上を併用することもでき、その
量は、多官能エポキシ化合物（Ａ）　１００に対して、
重量比で、０．０１〜２０の範囲で用いればよい。

本発明では樹脂組成物に、目的と用途に応じて、各種の
無機物質や添加剤を配合して用いることが出来る。それ
らの具体例は、ジルコン、シリカ、溶融石英ガラス、ア
ルミナ、水酸化アルミニウム、ガラス、石英ガラス、ケ
イ酸カルシウム、石コウ、炭酸カルシウム、マグネサイ
ト、クレー、カオリン、タルク、鉄粉、銅粉、マイカ、
アスベスト、炭化珪素、窒化ホウ素、二硫化モリブデン
、鉛化合物、鉛酸化物、亜鉛華、チタン白、カーボンブ
ラックなどの充填剤、あるいは、高級脂肪酸、ワックス
類などの離型剤、エポキシシラン、ビニルシラン、アミ
ノシラン、ボラン系化合物、アルコキシチタネート系化
合物、アルミニウムキレート化合物などのカップリング
剤などである。さらに、アンチモン、燐化合物、臭素や
塩素を含む公知の難燃化剤を用いることが出る。

本発明では、半導体装置を封止するための装置、方法は
特に限定されず、例えば前述の成分からなる組成物をも
って、注型、トランスファ成形など公知の方法が適用で
きる。

なお、本発明に使用される金属キレート化合物と金属ア
ルコレート系化合物とを成分とする組成物から形成され
た保護皮膜は、樹脂封止型のみでなく、ガラス融着セラ
ミック封止や半田融着セラミック封止など他の型の封止
方式による半導体装置にも、同様に適用できる。

次に実施例によって説明する。

〈実施例１〜５〉 多官能エポキシ化合物として、トリス（ヒドロキシフェ
ニル）メタンベースの多官能エポキシ化合物、ＸＤ−９
０５３（エポキシ当量、２２５、ダウ・ケミカル社製）
百重量部、 硬化剤として、二量体プロシアニジンＢ−２、二量体プ
ロデルフイニジン、二量体プロシアニジンＢ−１没食子
酸エステル、ガロカテキンガレートの四種類のプロマン
トシアニジン、並びに、ノボラック型フェノール樹脂Ｈ
Ｐ−６０７Ｎ　（日立化成社製）、ポリーＰ−ヒドロキ
シスチレン（丸善石油社１！ＪＭレジン、平均分子量４
８００）を第１表に記した所定量、硬化促進剤として、
トリフェニルホスフイン二重量部、カップリング剤とし
て、エポキシシランＫＢＭ３０３　（信越化学社製）二
重置部、難燃剤として、付加型イミドコート赤すン四重
量部、離型剤として、ステアリン酸カルシウム−重量部
とへキストワックスＥ（ヘキストジャパン社１２）−重
量部、充填材として、溶融石英ガラス粉七十五重量パー
セント、着色剤として、カーボンブラック（キャボット
社製）二重置部を添加配合した。

次いで、７０〜８５℃のへインチ径二本ロールで化分間
混練した後、粗粉砕して半導体封止用樹脂組成物を得た
。

次いで該樹脂組成物は、２５６にビットＤ−ＲＡＭメモ
リＬＳＩの素子を充填した金型をセットしたトランスフ
ァ成形機により、１８０℃。

７０ｋｇｆ／ａＪ、１．５分の条件で成形された。

得られた樹脂封止型半導体装置は、１２１℃。

２気圧の過飽和水蒸気中（ＰＣＴ）に投入された後、所
定時間毎に取り出し、ＬＳＩの電圧的動作が正常である
か否かをチェックした。

く比較例−６〉 一封止用エポキシ樹脂組成物の作成− 多官能エポキシ化合物として、トリス（ヒドロキシフェ
ニル）メタンベースの多官能エポキシ化合物ＸＤ−９０
５３（ダウ、ゲミカル社製、エポキシ当量、２２５）百
重量部、硬化剤として、ノボラック型フェノール樹脂Ｈ
’Ｐ−６０７Ｎ　（日立化成社製、軟化点８３℃）五十
五重量部、硬化促進剤として、トリエチルアミンテトラ
フェニルボレート（ＴＥＡ−Ｋ）三重置部、カップリン
グ剤として、エポキシシランＫＢＭ３０３　（信越化学
社製）二重置部、難燃材として、付加型イミドコート赤
すン五重量部、離型剤として、ステアリン酸カルシウム
−重量部とへキストワックスＥ（ヘキストジャパン社製
）−重量部、充填材として、溶融石英ガラス粉４９０重
量部、着色材として、カーボンブラック（キャボット社
製）二重置部を添加配合した。

次いで、７０〜８５℃のへインチ径二本ロールで化分間
混練した後、粗粉砕して樹脂組成物を得た。

く追加実施例１〜４〉 ５００　ｍ　Ｑの三角フラスコ中に、２５０　ｍ　Ｑの
Ｎ−メチルヒロリドンを採り、ガロカテキンガレートを
第２表の所定の配合量を加え、加熱攪拌して溶解し、四
種類のガロカテキンガレート溶液を作成した。

次いで、これらのそれぞれの溶液に、付加型ポリイミド
としてケルイミドに６０１　　（ローン・ブーラン社製
、ビスマレイミド・アミン付加物）、あるいは、アルミ
ニウムキレートカップリング剤ＡＬＣＨ−ＴＲ（用研フ
ァインケミカル社製）をそれぞれ別個に所定量添加して
溶解させ、被覆用組成物を得る。

次いで、２５６にビット［）−ＲＡＭメモリ用ＬＳＩ　
　（１６ピン）の素子及びリード線（ワイヤボンディン
グを含む）上に、上述の被覆用酸物の溶液を適下した。

その後、１００℃で１時間、２００℃で１時間、２５０
℃で３０分加熱を続け、素子上に３０〜６０μｍの厚さ
の被用膜を得た。

次いで、ガロカテキンガレートを含む組成物で被覆され
たメモリ用ＬＳＩ素子は、比較例１のエポキシ樹脂組成
物で、トランスファ成形（１８０℃、７０ｋｇ／１ｆｆ
ｌ、１．５分成形）により封止され、樹脂封止型半導体
装置を得た。それぞれ百ヶのＬＳＩについて耐湿信頼性
を評価した。結果を第２表に記した。なお、比較の為に
ガロキンガレートを含まない樹脂組成物を用いたものも
比較例として表２に記載した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多官能エポキシ化合物と、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿１は水素または水酸基、Ｒ＿２、Ｒ＿３、
   Ｒ＿４は水素、水酸基またはメトキシル基、Ｒ＿５は水
   素、ガロイル基はたはグリコピラシノル基である。〕で
   表わされるフラバン−３−オールまたはフラバン−３，
   ４−ジオールを構成単位とした２−１０量体の群より選
   ばれた少なくとも一種のプロアントシアニジンとを含む
   ことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。