JPH03157449A

JPH03157449A - 樹脂組成物

Info

Publication number: JPH03157449A
Application number: JP29617889A
Authority: JP
Inventors: Masaru Ota; 賢太田; Kenichi Yanagisawa; 健一柳沢
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1989-11-16
Publication date: 1991-07-05
Also published as: JPH0581622B2

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ァ
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。

■　成形シッット数を重ねても、金型表面への付着物が
少な（、クリーニング回数が少な（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ックスは使用する
ことが出来ない。

■　ポストキュアー後のシリコンチップき封止樹脂界面
、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
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、樹脂とシリコンチップ
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。

アミンを含有していない従来の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、成形品表面にワックスがほ
とんどブリーと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Ｌ記特性に優れた離型剤が必要とされる
ようになってきている。

〔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、
■成形品の捺印性、■シリコンチッ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（りで示される化合物のエステルを、総鰭型剤中
の５０〜１００重量％含有する離型剤ＨＣ）−Ｒ−Ｎ−Ｒ−ＯＨ（１）を含有するエポキシ樹脂組成物が、目的とする特性を満
足することを見いだし、本発明を完成するに至ったもの
である。

（作　用〕本発明で用いる離型剤は、炭素数１８以上３５以下の長
鎖一価飽和脂肪酸と式（１）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、例えばバル
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。

Ｎｌ型剤を合成するもう一方の原料である式（１）の化
合物は、例えばジェタノールアミン、ジイソプロパツー
ルアミン、そしてジヒドロキシジフェニルアミン等が挙
げられる。

式（１）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− 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）、ＩＩ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側が
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ゃすいアミン構
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、
例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ
樹脂、ク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、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”、
Ｃｌ４−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。

本発明で用いるフェノール樹脂は硬化剤としての働きを
するものである。

これらのフェノール樹脂としてはフェノールノボラック
型脂、タレゾールノボラック樹脂、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。

用いられるフェノール樹脂は水酸基当量が８０〜１５０
．軟化点が６０〜１２０℃であり、Ｎａ’Ｃ２−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（フェノール樹脂）成分
は当量比でエポキシ基／フェノール性水酸基−７０／１
００〜１００／７０（７）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
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（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［５，４，０１
ウンデセン−７（ＤＢυ）、トリフェニルホスフィン（
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ッ
プリング剤、臭素化エポキシ樹脂、二酸化アンチモン、
ヘキサブロムベンゼン等の難燃前、カーボンブラック、
ベンガラ等の着色網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＃Ａ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、さらに熱ロール又はニーダ−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１部」および「％」は重量部および重量％を示す
。

（ワックスの合成）製造例１ステアリン酸２８４　ｇ　（１ｓｏｌ）と乾燥ベンゼン
ｌ！を入れ、攪拌しなから五塩化リン２１３ｇ（１，０
２蒙ｏｆ）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Ｃ１１３（ＣＨｚ）＋ａ−ｃｏｃ　ｚ
を得る（−段目収率６５〜７０％）次にジェタノールア
ミン２６．３　ｇ　（０，２５ｓｏｌ）と乾燥ジメチル
アニリン６０．６　ｇ　（０，５ｍｏｌ）を乾燥エーテ
ル１００ｄに溶かし、かきまぜながらステアリン酸塩化
物１５１．２　ｇ　（０，５ｓｏｌ）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、脱溶媒して合成ワックスＡを得る。（二
段再収率９０％）製造例２製造例１のステアリン酸をモンタン酸４６６ｇ（ｌ■ｏ
ｌ）に変更し、さらにジェタノールアミンをジイソプロ
パツールアミン３３．３ｇ（０，２５■０１）に変更し
た以外は同様に製造し、合成ワックスＢを得た。（−段
目収率６５〜７０％、二段目収率９０〜９５％）製造例３製造例２のジイソプロパツールアミンをジヒドロキシジ
フェニルアミン５０．２ｇ（０，２５蒙ｏｆ）に変更し
た以外は同様にして製造し、合成ワックスＣを得た。（
−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（１ｓ
ｏｌ）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。（−段目収率６５〜７０％、二段目収率９
０％）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（１ｓｏｌ）に変更する以外は同様にして製造し
合成ワックスＥを得た。（−段目収率６５〜７０％、二
段目収率８５〜９０％）実施例」下記組成物０−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６５°Ｃ）９５重量部臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量
３７０、軟化点６５°Ｃ１臭素含有率３７％）　　　　
　　　　　　　　　５重量部フェノールノボラック樹脂（ｏｎ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　　　　　２重量部合成ワックスＡ　　　
　　　　　　４重量部三酸化アンチモン　　　　　　　
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〜ｉ　ｏ　ｏ　’ｃで加熱ニーダ
−等により混練し、冷却後粉砕してタブレフト化して本
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°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１表に示す。

実施例２実施例１において合成ワックスＡの代りに合成ワックス
Ｃとし、Ｏ−タレゾールノボラッ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。

＊ｌ）下記式（ロ）で示されるシリコーンオイル１０部
と０−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６０°Ｃ）１００部との反応物（エ
ポキシ当Ｊｉ２１０）２）下記式（［［［）で示される
シリコーンオイル０部とフェノールノボラック樹脂（Ｏ
Ｈ当量１５、軟化点１００″Ｃ）１００部との反応物（
０当量１２７）、シリコーン変性フェノールノボツク樹
脂（ｂ）ＣＨ。

＊３）コンベンショナルタイプの金型からの成形品の離
型性を定性的に評価、（成形条件１７５°Ｃ１注入１５
秒、硬化１０５秒）＊４）型曇りが発生するまでの成形ショツト数にて判定
。

＄５）１０シヨツ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とき捺印がとら
れた数で判定。

表中には成形品５０個捺印の剥がれた成形品個数を示す
。

＊６）成形品１００個（後硬化１７５℃、８　Ｈｒｓ）
について１２０°Ｃ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０表中には１００個中の
不良個数を示す。

〔発明の効果〕

本発明の合成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）無機充填材（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（Ｉ）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▼（Ｉ）を必須成分とする半導体封止用の樹脂組成物。