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JPS62212422A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number
JPS62212422A
JPS62212422A JP61057613A JP5761386A JPS62212422A JP S62212422 A JPS62212422 A JP S62212422A JP 61057613 A JP61057613 A JP 61057613A JP 5761386 A JP5761386 A JP 5761386A JP S62212422 A JPS62212422 A JP S62212422A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
ion exchanger
particle size
microns
inorganic ion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61057613A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirohiko Kagawa
香川 裕彦
Yasuhiro Kyotani
京谷 靖宏
Munetomo Torii
鳥井 宗朝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP61057613A priority Critical patent/JPS62212422A/ja
Priority to US06/937,331 priority patent/US4716184A/en
Priority to EP86309451A priority patent/EP0269770B1/en
Publication of JPS62212422A publication Critical patent/JPS62212422A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28Nitrogen-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/10Metal compounds
    • C08K3/11Compounds containing metals of Groups 4 to 10 or of Groups 14 to 16 of the Periodic Table

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

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】 [技術分野1 本発明は、半導体封止用に用いられるエポキシ樹脂組成
物に関するものである。
[背景技術] 近年の半導体封止は一部の品種を除いてその殆どが樹脂
封止でおこなわれている。樹脂封止のなかでも最近のエ
ポキシ樹脂封止材料の技術的進歩には目覚ましいものが
あり、特に耐湿性向上については従来と比較すると地躍
的に向上しているのが現状である。すなわち封止材料の
77、イン化が年々進行し、半導体中のAIなどの腐食
の原因となるエポキシ樹脂中の加水分解性塩素の低減、
封止材料に配合される無機フィラー中に含まれる鉄分さ
らにはイオン性のアルカリ金属の除去、微量添加物や硬
化剤中の7リ一成分や有機酸成分の除去などで7フイン
化が進み、封止材料の耐湿性は向上している。
しかしエポキシ樹脂中の加水分解性塩素についてはその
低減に限界があり、AI腐食に及ぼすその影響から考え
ると現状は十分な水準であるとはいえない、また今後の
デバイスの傾向として80pのFP(80ビンの7ラツ
トパツケージ)に代表されるように、パッケージの小型
化や薄型化はさらに進むと予想されるが、この際の実装
形態の変更によって半田シ1ツク後の耐湿性を向上する
ことが要求されつつある。このとき半田処理で注意を要
することは、7ラツクス中あるいは半田中の不純物が封
止樹脂へ浸入してくることであり、浸入してきた不純物
については現状では対処のしようがない、つまり、現在
では不純物の浸入を防止する方向で種々の検討がなされ
ているが、浸入した不純物については対処することがで
きず、耐湿性の急激な低下につながっているものである
また封止成形品の品質以外の問題として成形パリ、特に
発生を防止することが困難な薄パリが挙げられる。つま
りパリが発生すると金型からのパリの除去や半導体のリ
ードからのパリ除去という後加工の工程アップなど、高
生産性を確保することができず生産性低下の大きな原因
となるものである。
[発明の目的] す、ハロゲン類やアルカリ金属類などのイオン性不純物
の発生を低減して耐湿性を向上することができ、しかも
薄パリの発生を防止して成形性や生産性を向上させるこ
とができるエポキシ樹脂組成物を提供することを目的と
するものである。
[発明の開示J しかして本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、エポキシ
樹脂に平均粒径が10〜30ミクロンのシリカと、一般
式が AxOy(N O3)Z(OH)w−n(H,0)”、
(Aは一種あるいは二種以上の3〜5価の遷移金属、x
”1〜5、y=l  〜7、z=0.2−3、響=0.
2〜3、n=0〜2)で示され、平均粒径が5ミクロン
以fで最大粒径が30ミクロン以下の無機イオン交換体
とを配合して成ることを特徴とするものであり、以下本
発明の詳細な説明する。
本発明において使用されるp&機ベイオン交換体、一般
式がAxOy(NOs)z(OH)w−n(H2O)で
示されるものであり、この金属酸化物を溶融混合して結
晶化させることによって得ることができる。
ここで一般式中Aは3〜5価の遷移金属であり、一種単
独であるいは二種以上を併用することができる。*た一
般式中Xは1〜5、yは1〜7.2は0.2〜3、替は
0.2〜3、nは0〜2である。ここで遷移金属として
は例えばリン、ひ素、アンチモン、ビスマス、7ルミニ
ウム、〃す會タム、インジウム等を挙げることができ、
これらを一種単独であるいは二種以上を併用して用いる
ことができるが、特に好ましいのはアンチモンとビスマ
スの組み合わせである。
この無機イオン交換体をエポキシ樹脂に混合し、さらに
filflフィラーとしてのシリカ、その他種化剤やリ
ン系化合物、三級アミン、イミダゾール頚等の硬化促進
剤や必要に応じてワックス、着色剤、カップリング剤、
難燃剤等を混合することによって半導体封止用のエポキ
シ樹脂組成物を得ることができる。ここで、エポキシ樹
脂としては変性エポキシ樹脂などを用いることもでき、
まずエボキレ1狙ゆw祷イtン′Q漁億番子植迎謔1−
イお(のが無機イオン交換体の交換能力を高めるうえで
好ましい、すなわち100〜160℃、好ましくは13
0〜150℃に溶融されたエポキシ樹脂に無情イオン交
換体を添加し、これを0.5〜3時間時間部練したのち
に取り出しで冷却し固化させて粉砕する。粉砕の粒子径
としては200ミクロン以下程度が好ましい、そしてこ
れに他の配合剤を添加して加熱混合し、さらにこれを冷
却して粉砕することによって半導体封止用のエポキシ樹
脂組成物を得るのである。jlfiイオン交換体の配合
麓はエポキシ樹脂100重量部に対して1〜30重量部
に設定されるが望ましい。
上記のようにして得られたエポキシIIMmtm成物は
常法に従って半導体の樹脂封止に用いられるが、無機イ
オン交換体はその表面状態がA−OH(Aは前記ymm
イオン交換体の遷移金属を示す)の構造を部分的に有す
るものであり、このA−OHがイオン交換の作用をなす
、すなわちハロゲンイオンに対してA−OHが次のよう
に作用し、A−OH+H” +CI−→A−CI十H’
 +OH−→A−C1+820 またアルカリイオンに対してはA−OHが次のように作
用する。
A−OH+OH−+Na” →A−ONa+H” +O
H−→A  ON a + Hz Oこのようにしてハ
ロゲンイオンやアルカリイオンなどイオン性不純物は無
機イオン交換体によってイオン交換され、半導体素子の
配線材料として用いられるAIを腐食させることが防止
される。
上記のようにイオン交換された後の生成物は非常に安定
であり、イオン交換樹脂にはみられない特徴を有するも
のであり、しかもカチオンと7ニオンとの両方をトラッ
プして交換するという特徴もある。またこの無機イオン
交換体は400〜450℃まで安定であって、半田など
の熱衝撃が加えられても交換能力が低下するおそれはな
い。
そして本発明においては、上記jlfiイオン交換体と
してその平均粒径が5ミクロン以下、好ましくは3ミク
ロン以下で、且つ最大粒径が30ミクロン以下、好まし
くは20ミクロン以下のものを使用する。無機イオン交
換体は粒径が小さい程その表面積が大きくなり、イオン
交換能力を高めるうえで必要であると共に、エポキシ樹
脂組成物への分散性がI6よってイオン交換能力が良好
に発揮されることになる。しかも無機イオン交換体の粒
径を小さくして表面積を大きくすることによって、無機
イオン交換体とエポキシ樹脂との吸着性を高め、エポキ
シ樹脂を集合させたような形態で封止成形をおこなうこ
とができ、エポキシ樹脂が金型の微細クリアランス部分
から流れ出ることによる20〜30ミクロン厚み程度の
薄パリの発生を防止することができる。従って無機イオ
ン交換体はその平均粒径を5ミクロン以下に設定する必
要がある。平均粒径の下限は特に設定されるものではな
い、また、無機イオン交換体の分散性を向上させて無機
イオン交換体のイオン交換能力を有効に発揮させるには
、封止用エポキシ樹脂組成物に無fflフイフーとして
配合されるシリカの乎均粒梅よりもS*イオン交換体の
最大粒径が大きくなると困難になる。そして封止用エポ
キシ樹脂組成物に無Wiフィラーとして配合されるシリ
カは一般にその平均粒径が10〜30ミクロン(特に1
5〜25ミクロンが多い)であり、そこで無機イオン交
換体の最大粒径は30ミクロン以下に設定される必要が
ある。本発明においては上記のよう、に平均粒径が5ミ
クロン以下でかつ最大粒径が30ミクロン以下の無機イ
オン交換体を用いることによって、エポキシ樹脂組成物
への無機イオン交換体の分散性とイオン交換能力を高め
て耐湿性を向上させ、さらに薄パリの発生を低減して生
産性を高めることができるのである。
次に本発明を実施例によって説明する。
犬f二」− ・オルソクレゾールエポキシ樹脂 160fi量部・フ
ェノール/ボラック樹脂    90 〃・ブロム化エ
ポキシ樹脂      20 〃・三酸化アンチモン 
       30 〃・カルナバワックス     
     4 〃・カーボンブラック        
  4 〃・カップリング剤          4 
〃・イミダゾール系硬化促進剤(CIIZ)  3 /
/・溶融シリカ(平均粒径2oμ)640//・無機イ
オン交換体        1o 〃(Sb2Bi+、
、Os、n(OH)o、ts(NOs)o、+ ” 0
.5B20)以上の配合で熱ロールによって混練し、冷
却後に粉砕して半導体対土用のエポキシ樹脂組成物を得
た。このときm1表に示す平均粒径と最大粒径の無機イ
オン交換体を用いた。
庭豊1ユニL 第1表に示す平均粒径と最大粒径の無機イオン交換体を
用いるようにした他は実施例1〜3と同様にしてエポキ
シ樹脂組成物を得た。
上記実施例及び比較例で得たエポキシ樹脂組成物を用い
て16pDIPTEG封止(16ピンのデエアルインラ
インパッヶーノのアルミニウム標準モデル素子)をおこ
なった、このものについて151℃、ioo%RHの条
件でPCT試験試験ニオい、アルミニウム腐食を観察し
て50%不良時間を測定した。結果を第2表に示す、ま
た実施例及び比較例で得たエポキシ樹脂組成物を用いて
30ミクロンスリットを有する金型で170℃、70 
kg/ c■2の条件で成形をおこない、スリットに樹
脂が流れて発生する30ミクロンの薄パリの第2表の結
果、無機イオン交換体の平均粒径が5ミクロン以下で最
大粒径が30ミクロン以下の各実施例のものではP C
T特性に優れるi−夷に薄パリの発生が少なく、また無
機イオン交換体の平均粒径と最大粒径のいずれかがこれ
以上である各比較例のものではPCT特性が低下すると
共に薄パリの発生の低減の効果が小さいことが確認され
る。
[発明の効果J 上述のように本発明は、エポキシ樹脂に平均粒径が10
〜30ミクロンのシリカと、一般式がAxOy(NO=
)z(OH)w・n(H2O);(Aは一種あるいは二
種以上の3〜5価の遷移金属、x=1〜5、y=1〜7
、z=0.2〜3、w:0,2〜3、n=θ〜2)で示
され、平均粒径が5ミクロン以下で最大粒径が30ミク
ロン以下のS*イオン交換体とを配合したものであるか
ら、エポキシ樹脂組成物への無機イオン交換体の分散性
とイオン交換能力を商めることができ、エポキシ樹脂中
の加水分解性塩素、半田や7フアクス中の不純物などの
イオン性不純物を良好にイオン交換させることができも
のであって封止製品の耐湿性を向上させることがでさる
ものであり、さらに成形の際の薄パリの発生を低減して
生産性を高めることができるのである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エポキシ樹脂に平均粒径が10〜30ミクロンの
    シリカと、一般式が AxOy(NO_3)z(OH)w・n(H_2O);
    (Aは一種あるいは二種以上の3〜5価の遷移金属、x
    =1〜5、y=1〜7、z=0.2〜3、w=0.2〜
    3、n=0〜2)で示され、平均粒径が5ミクロン以下
    で最大粒径が30ミクロン以下の無機イオン交換体とを
    配合して成ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
  2. (2)無機イオン交換体がエポキシ樹脂100重量部に
    対して1〜30重量部配合されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のエポキシ樹脂組成物。
JP61057613A 1986-03-14 1986-03-14 エポキシ樹脂組成物 Pending JPS62212422A (ja)

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US06/937,331 US4716184A (en) 1986-03-14 1986-12-03 Epoxy resin encapsulating composition with enhanced moisture resistance and method for producing the same
EP86309451A EP0269770B1 (en) 1986-03-14 1986-12-04 Epoxy resin encapsulating composition with enhanced moisture resistance and method for producing the same

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