CN103146139A - 电子部件封装用环氧树脂组合物和使用其的配备有电子部件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子部件封装用环氧树脂组合物和使用其的配备有电子部件的装置。本发明涉及电子部件封装用环氧树脂组合物，包含如下成分(A)至(E)：(A)环氧树脂，所述环氧树脂具有0.008至0.1Pa·s的ICI粘度和100至200g/eq的环氧当量；(B)酚醛树脂，所述酚醛树脂具有0.008至0.1Pa·s的ICI粘度和100至200g/eq的羟基当量；(C)固化促进剂；(D)无机填料；和(E)聚硅氧烷化合物；其中，成分(D)的含量为全体环氧树脂组合物的82-88重量%，成分(E)的含量为环氧树脂组合物中全体有机成分的5-15重量%，且所述环氧树脂组合物具有15至25秒的胶凝时间。

Description

电子部件封装用环氧树脂组合物和使用其的配备有电子部件的装置
技术领域
本发明涉及确保优异的低收缩性的电子部件封装用环氧树脂组合物；本发明还涉及使用所述环氧树脂组合物的配备有电子部件的装置。
背景技术
迄今为止，作为将功率器件如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)与驱动电路和自保护功能集成入其中而得到的功率模块的包装形式，使用硅胶的箱型(case-type)包装已成为主流。能够通过使用简便的封装方法，以小投资制造这种箱型包装，而且，所述箱型包装已具有高可靠度和许多市场业绩。
然而，该箱型包装具有以下问题：构成材料的数量大、包装尺寸大、生产性差和制造成本相对高。因此，通过树脂封装的塑料包装近来也已在功率模块领域中受到关注。对于用于塑料包装的树脂封装，从环氧树脂组合物在生产性和产品可靠性方面优异的观点，已使用了环氧树脂组合物，且环氧树脂组合物在用于分立半导体的包装的领域中已获得了良好的业绩。
此外，功率器件由于使用大电流而大量放热，因此，要求功率模块的包装自身具有高度散热的性能。尽管该包装的先前主要结构为在各包装的一面上具有散热器的结构，但是通过对进一步提高散热性能的需求，近年来已开发了双面冷却结构的半导体装置，所述双面冷却结构在各装置的包装的两面上都具有散热器(参见专利文献1)。这种双面冷却结构的半导体装置各自具有以下特性：由于在两面上具有散热器，所以其包装可抵抗翘曲，由此难以释放由各构件的线性膨胀系数之差而引起的应力。结果，发生以下问题：在特别是封装了电子部件的封装树脂(固化体)和各构成构件之间的界面处倾向于相应地发生剥离。
另一方面，作为降低封装树脂的线性膨胀系数和减少包装翘曲的发生的技术，在单面封装型包装如球栅阵列(BGA)的情况下提出了建议，该建议在于，通过升高封装树脂的玻璃化转变温度以使得这种包装的线性膨胀系数接近于衬底的线性膨胀系数，从而减少翘曲(参见专利文献2)。或者，已经对以下方法进行了研究：通过向封装材料中添加聚硅氧烷化合物以降低包装的线性膨胀系数，从而减少在包装中引起的翘曲(参见专利文献3)。
专利文献1：日本特开2007-235060号公报
专利文献2：日本特开2001-181479号公报
专利文献3：日本特开平8-92352号公报
发明内容
基于该情况，在与单面封装型包装相关的情况下，通过降低包装的线性膨胀系数，在一定程度上抑制了在包装中发生的翘曲。然而，在与上述双面冷却结构的包装相关的情况下，如上所述，难以释放由各构件的线性膨胀系数之差而引起的应力，由此在封装树脂和各构成构件之间的界面处倾向于发生剥离。为了抑制由上述剥离的发生而引起的可靠性下降，要求双面冷却结构的包装在其线性膨胀系数方面有更高水平的降低。
考虑到这种情况而完成了本发明，且本发明的目的在于提供一种电子部件封装用环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物确保了优异的低收缩性，并且在具有高散热能力并且包含各种配备有电子部件的装置、特别是大量放热的功率模块的双面冷却结构的包装中，可以防止在包装内部的界面处的剥离等并可实现装置可靠性的提高；本发明的另一目的在于提供使用这种环氧树脂组合物的配备有电子部件的装置。
即，本发明涉及以下1至7项：
1.一种电子部件封装用环氧树脂组合物，包含如下成分(A)至(E)，
其中成分(D)的含量为全体环氧树脂组合物的82-88重量%，
成分(E)的含量为环氧树脂组合物中全体有机成分的5-15重量%，且
所述环氧树脂组合物具有15至25秒的胶凝时间：
(A)环氧树脂，所述环氧树脂具有0.008至0.1Pa·s的ICI粘度和100至200g/eq的环氧当量；
(B)酚醛树脂，所述酚醛树脂具有0.008至0.1Pa·s的ICI粘度和100至200g/eq的羟基当量；
(C)固化促进剂；
(D)无机填料；和
(E)聚硅氧烷化合物。
2.根据项1所述的电子部件封装用环氧树脂组合物，其中作为成分(E)的所述聚硅氧烷化合物是以如下通式(1)表示的聚硅氧烷化合物：
Figure BDA00002142778100031
其中每个R是单价有机基团且可彼此相同或不同，条件是一个分子中至少两个R为选自如下的有机基团：具有氨基取代基的有机基团、具有环氧基取代基的有机基团、具有羟基取代基的有机基团、具有乙烯基取代基的有机基团、具有巯基取代基的有机基团和具有羧基取代基的有机基团；且
m是0至500的整数。
3.根据项1或2所述的电子部件封装用环氧树脂组合物，其中所述成分(A)是三苯基甲烷型环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂的混合物。
4.根据项1至3中任一项所述的电子部件封装用环氧树脂组合物，其中所述成分(B)是酚醛清漆型酚醛树脂。
5.根据项1至4中任一项所述的电子部件封装用环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物是在配备有电子部件的装置中用于电子模块的封装材料，所述装置具有双面冷却结构且包含通过对电子部件进行树脂封装而形成的电子模块、和形成于所述电子模块两面上的散热器。
6.一种配备有电子部件的装置，该装置包含电子模块，所述电子模块包含利用根据项1至5中任一项所述的电子部件封装用环氧树脂组合物封装的电子部件。
7.根据项6所述的配备有电子部件的装置，所述装置具有双面冷却结构的包装形式，其中在所述电子模块的两面上具有散热器。
为了获得具有优异的低收缩性的封装材料，本发明人重复进行了大量的研究。结果，本发明人发现，当通过如下制备封装材料时，可得到一种电子部件封装用环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物确保了低收缩性，即使在双面冷却结构包装的情况下也不引起包装内部的界面剥离等，并可赋予作为装置的高可靠性，从而实现本发明：组合使用具有上述特定范围的ICI粘度和上述特定范围的环氧当量的环氧树脂[成分(A)]、具有上述特定范围的ICI粘度和上述特定范围的羟基当量的酚醛树脂[成分(B)]、与聚硅氧烷化合物[成分(E)]，进一步使用无机填料[成分(D)]以具有上述特定范围内的高填料含量，此外调节聚硅氧烷化合物[成分(E)]相对于作为封装材料的环氧树脂组合物中的全部有机成分的百分比以使其落入上述特定范围内，此外将环氧树脂组合物设计为具有短的胶凝时间。
如上所述，本发明的例示性实施方式是一种电子部件封装用环氧树脂组合物，其中组合使用分别具有特定范围的ICI粘度和特定范围的环氧当量的环氧树脂[成分(A)]以及分别具有特定范围的ICI粘度和特定范围的羟基当量的酚醛树脂[成分(B)]、与固化促进剂[成分(C)]、无机填料[成分(D)]和聚硅氧烷化合物[成分(E)]，进一步使无机填料[成分(D)]处于含量落入上述特定范围内的高填充状态，此外，将聚硅氧烷化合物的含量[成分(E)的含量]相对于作为封装材料的环氧树脂组合物中的全体有机成分的含量的比例调节为落入上述特定范围内。此外，将环氧树脂组合物控制为具有上述特定范围的胶凝时间。由此，封装材料可以具有优异的低收缩性，特别地即使是双面冷却结构的包装也可以避免造成包装内部的界面剥离等，并可赋予作为装置的高可靠性。
当聚硅氧烷化合物[成分(E)]是由特定结构式表示的聚硅氧烷化合物时，该环氧树脂组合物在改进包装外观和环氧树脂组合物的流动性方面更有效。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式进行说明。
本发明的电子部件封装用环氧树脂组合物(在下文在某些情况下缩写为“环氧树脂组合物”)是通过使用特定的环氧树脂[成分(A)]、特定的酚醛树脂[成分(B)]、固化促进剂[成分(C)]、无机填料[成分(D)]和聚硅氧烷化合物[成分(E)]而得到的组合物，并且所述环氧树脂组合物通常是粉末状或通过对粉末压片而获得的片状。
<A；特定的环氧树脂>
所述特定的环氧树脂[成分(A)]是具有0.008至0.1Pa·s的ICI粘度和100至200g/eq的环氧当量的环氧树脂，特别优选是具有0.02至0.1Pa·s的ICI粘度和150至200g/eq的环氧当量的环氧树脂。换言之，当环氧树脂具有过高的ICI粘度时，所得环氧树脂组合物的流动性差，由此使得包装成型时的填充性下降；而ICI粘度过低的环氧树脂难以获得，因此在现实中是缺乏的。此外，过高的环氧当量会导致所得环氧树脂组合物的固化体的线性膨胀系数增加，因此，不能获得本发明的具有低收缩性的封装材料。环氧当量过低的环氧树脂难以获得，因此在现实中是缺乏的。这种特定的环氧树脂的例子包括苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂和萘二酚芳烷基(naphthalenediol aralkyl)型环氧树脂。可以单独使用或组合使用这些树脂。在这些环氧树脂中，从耐热性的观点来看，三苯基甲烷型环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂更加适合使用。特别优选的是三苯基甲烷型环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂的混合物。
可以将所述特定的环氧树脂[成分(A)]与所述特定的环氧树脂[成分(A)]之外的各种环氧树脂组合使用。在这种情况下，合适的是，所述特定的环氧树脂[成分(A)]构成一起使用的所有环氧树脂的70重量%以上。
顺便提及，所述ICI粘度例如如下测定。具体地，在设定在150℃下的加热平板上安装测定试样，并降低用于粘度测定的椎体(cone)直至试样夹在椎体和加热平板之间。测定椎体旋转下的粘性阻力，并将该测定值定义为ICI粘度。顺便提及，对ICI粘度计的说明可见于例如ASTM D4287(2010)中。
<B；特定的酚醛树脂>
与所述特定的环氧树脂[成分(A)]组合使用的特定的酚醛树脂[成分(B)]是具有固化所述环氧树脂[成分(A)]的功能的酚醛树脂。并且该特定的酚醛树脂是具有0.008至0.1Pa·s的ICI粘度和100至200g/eq的羟基当量的酚醛树脂，特别优选是具有0.05至0.08Pa·s的ICI粘度和100至160g/eq的羟基当量的酚醛树脂。换言之，当酚醛树脂具有过高的ICI粘度时，所得环氧树脂组合物的流动性差，由此使得包装成型时的填充性下降；而ICI粘度过低的酚醛树脂难以获得，因此在现实中是缺乏的。此外，过高的羟基当量会导致所得环氧树脂组合物的固化体的线性膨胀系数增加，因此，不能获得本发明的具有低收缩性的封装材料。羟基当量过低的酚醛树脂难以获得，因此在现实中是缺乏的。这种特定的酚醛树脂的例子包括酚醛清漆型酚醛树脂、甲酚酚醛清漆树脂、三苯基甲烷型酚醛树脂和酚醛芳烷基(phenol aralkyl)树脂。可以单独使用或组合使用这些树脂。在这些酚醛树脂中，从耐热性的观点来看，最适合使用的是三苯基甲烷型酚醛树脂和酚醛清漆型酚醛树脂，特别是酚醛清漆型酚醛树脂。在本发明中，可以将所述特定的酚醛树脂[成分(B)]与所述特定的酚醛树脂[成分(B)]之外的各种酚醛树脂组合使用。在这种情况下，适当的是，所述特定的酚醛树脂[成分(B)]构成一起使用的所有酚醛树脂的70重量%以上。
此外，与所述特定的环氧树脂[成分(A)]的情况下相同，在所述特定的酚醛树脂[成分(B)]的情况下的ICI粘度例如如下测定。具体地，在设定在150℃下的加热平板上安装测定试样，并降低用于粘度测定的椎体直至试样夹在椎体和加热平板之间。测定椎体旋转下的粘性阻力，并将该测定值定义为ICI粘度。顺便提及，ICI粘度计的说明可见于例如ASTM D4287(2010)中。
关于所述成分(A)和所述成分(B)之间的混合比，从它们的反应性的观点来看，相对于成分(B)的1当量酚羟基，将成分(A)的环氧当量调节为0.6至1.2，优选为0.7至1.1是合适的。
<C；固化促进剂>
与所述成分(A)和所述成分(B)组合使用的固化促进剂[成分(C)]的例子包括胺型固化促进剂、咪唑型固化促进剂、有机磷型固化促进剂和磷-硼型固化促进剂。更具体地，固化促进剂[成分(C)]的例子包括有机磷型固化促进剂如四苯基硼酸四苯基和三苯基膦，咪唑型固化促进剂如2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑和苯基咪唑，以及叔胺型固化促进剂如l,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯和1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯。可以单独使用这些固化促进剂，或可以组合使用它们的至少任意两种。其中，从市场上的通用性和成本的观点来看，咪唑型固化促进剂和有机磷型固化促进剂比其它更适合使用。
关于固化促进剂(成分(C))的含量，基于所述特定的酚醛树脂[成分(B)]的总含量，在例如咪唑型固化促进剂的情况下，优选的是，将固化促进剂的含量调节至落入5重量%至15重量%，优选7至13重量%的范围内。换言之，这是因为，当固化促进剂的含量过低时，倾向于使所得环氧树脂组合物的固化性恶化；当固化促进剂的含量过高时，使得所得环氧树脂组合物的流动性下降，并倾向于使其在包装成型时的填充性下降。
<D；无机填料>
与成分(A)至(C)组合使用的无机填料[成分(D)]的例子包括石英玻璃、滑石和各种粉末，如二氧化硅粉末(熔融二氧化硅粉末、结晶二氧化硅粉末等)、氧化铝粉末、氮化铝粉末和氮化硅粉末。这些无机填料可以以任何形式如压碎状、球状或经磨碎处理的形式使用。这些无机填料以单独形式使用或以其两种以上的混合物使用。在这些无机填料中，从以下观点来看，二氧化硅粉末比其它无机填料更加适合使用：可降低获得的环氧树脂组合物的固化体的热线性膨胀系数，从而可控制内应力，因此可抑制封装后的衬底翘曲。关于所述二氧化硅粉末，从高填充性和高流动性的观点来看，特别优选熔融二氧化硅粉末。所述熔融二氧化硅粉末包括球状熔融二氧化硅粉末和压碎状熔融二氧化硅粉末，且考虑到流动性，优选采用球状熔融二氧化硅粉末。
此外，合适的是，无机填料[成分(D)]具有1μm至30μm范围内、特别优选2μm至20μm范围内的平均粒度。无机填料[成分(D)]的平均粒径可通过例如如下测定：从母群中选择随机的测定试样，并使用市售的激光衍射/散射粒度分布分析仪测定其粒径。
此外，要求将所述无机填料(成分(D))的含量调节至全体环氧树脂组合物的82重量%至88重量%、特别优选84重量%至86重量%。换言之，这是因为，当无机填料(成分(D))的含量过低时，所得环氧树脂组合物的固化体的线性膨胀系数变高，由此不能获得降低收缩性的这种特性效果；而当无机填料(成分(D))的含量过高时，所得环氧树脂组合物的流动性下降，从而使得包装成型时的填充性下降。
<E：聚硅氧烷化合物>
作为与成分(A)至(D)组合使用的聚硅氧烷化合物[成分(E)]，从包装外观和所得环氧树脂组合物的流动性的观点来看，以如下通式(1)表示的任何聚硅氧烷化合物都适合使用。
Figure BDA00002142778100091
在式(1)中，每个R是单价有机基团且可彼此相同或不同，条件是一个分子中至少两个R为选自如下的有机基团：具有氨基取代基的有机基团、具有环氧基取代基的有机基团、具有羟基取代基的有机基团、具有乙烯基取代基的有机基团、具有巯基取代基的有机基团和具有羧基取代基的有机基团。且m是0至500的整数。
优选其中所有R均为具有环氧取代基的有机基团的以通式(1)表示的聚硅氧烷化合物。
作为这种聚硅氧烷化合物的市售产品的例子包括由东丽道康宁株式会社(Dow Corning Toray Co.,Ltd.)制造的SF8421EG(环氧当量：9,000；粘度：3,000mm2/s)，由东丽道康宁株式会社制造的FZ-3730(环氧当量：5,000；粘度：2,500mm2/s)，由东丽道康宁株式会社制造的BY16-869(环氧当量：7,000；粘度：800mm2/s)，由东丽道康宁株式会社制造的BY16-870(环氧当量：1,500；粘度：600mm2/s)，由信越化学工业株式会社(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)制造的X-22-4741(环氧当量：2,500；粘度：350mm2/s)，由信越化学工业株式会社制造的KF-1002(环氧当量：4,300；粘度：4,500mm2/s)和由信越化学工业株式会社制造的X-22-343(环氧当量：500to 550；粘度：25mm2/s)。作为上述聚硅氧烷化合物，可以使用能够作为工业制品或试剂购买的化合物，或者可以通过公知的方法合成的化合物。
要求所述聚硅氧烷化合物(成分(E))的含量为环氧树脂组合物中全体有机成分的5至15重量%、特别优选为8至12重量%。换言之，这是因为，聚硅氧烷化合物(成分(E))的含量过低导致所得环氧树脂组合物的固化体的线性膨胀系数增加，而聚硅氧烷化合物的含量过高导致所得环氧树脂组合物的固化体的强度下降。
<各种添加剂>
除了含有所述成分(A)至(E)之外，如果需要，本发明的环氧树脂组合物还可以以不损害环氧树脂组合物功能的量包含各种添加剂。这样的添加剂的例子包括胶粘性赋予剂、用于抗静电措施的导电性赋予剂、阻燃剂、离子捕捉剂、抗氧化剂、应力降低剂、脱模剂、流动性赋予剂、吸湿剂和颜料。
关于所述脱模剂，脱模剂的例子包括化合物如高级脂肪酸、高级脂肪酸酯和高级脂肪酸的钙盐，更具体地，可以使用巴西棕榈蜡、氧化聚乙烯蜡等。可单独使用或组合使用这些化合物。
所述阻燃剂的例子包括有机磷化合物、氧化锑和金属氢氧化物如氢氧化铝和氢氧化镁。可单独使用或组合使用这些化合物。
作为所述颜料，可以使用具有除去静电的效果的炭黑等。
除了各种添加剂之外，可酌情使用包括γ-巯基丙基三甲氧基硅烷等的各种偶联剂。
<环氧树脂组合物的制备>
根据本发明的半导体封装用环氧树脂组合物可以例如如下制造。适当地混合所述成分(A)至(E)和如果必要的一种或多种其它添加剂，并在捏合机如混合辊中在加热下将所得混合物熔融捏合。将经捏合的混合物冷却至室温以得到固体。通过常规手段粉碎固体。如果必要，将粉末压缩成片。由此，通过一系列步骤，可以制造期望的环氧树脂组合物。
要求由此获得的环氧树脂组合物具有15至25秒的胶凝时间。换言之，这是因为，当其胶凝时间过长时，使得环氧树脂组合物的线性膨胀系数增加，并导致发生显著翘曲；而当其胶凝时间过短时，环氧树脂组合物在封装时的填充性下降。通过由此规定作为所得环氧树脂组合物的物理性质之一的胶凝时间，可以良好地控制翘曲的发生并赋予令人满意的填充性。用于调节环氧树脂组合物的胶凝时间的方法的实例包括：控制固化促进剂[成分(C)]相对于特定的酚醛树脂[成分(B)]的添加总量的配合比的方法；和控制捏合条件的方法。
顺便提及，例如如下测定胶凝时间。将约0.1至0.5g实施例和比较例中获得的各环氧树脂组合物放在175℃的加热平板上，并利用具有1.5mm直径的玻璃棒进行搅拌。将直至观察不到树脂拉丝(cobwebbing)的时间看作胶凝时间(秒)。
<配备有电子部件的装置>
通过固化反应从本发明的环氧树脂组合物得到的固化材料在耐热性方面是突出的，因此除了用作包括半导体在内的各种电子部件的封装用材料之外，其非常适合应用于电子材料如用于印刷线路板的层压板、印刷线路板和配备有半导体的模块。利用以上述方式获得的环氧树脂组合物封装电子部件的方法没有特别限制，且可根据常规已知的成型方法如通常的传递成型法，实施利用树脂的电子部件的封装。
作为包含本发明环氧树脂组合物的配备有电子部件的装置的一个例子，可列举其中通过电子部件的树脂封装形成的电子模块在两面上具有散热器的双面冷却结构的包装。更具体地，这种包装是配备有电子部件的装置，其中，内部具有电子部件如半导体元件的电子模块在其两面上具有以使得电子模块夹在其间的方式放置的一对绝缘构件，并且在各绝缘构件的外周面上还具有以使得所述一对绝缘构件夹在其间的方式放置的一对冷却构件。本发明的环氧树脂组合物可用作用于通过电子部件的树脂封装形成的电子模块的树脂封装部分(固化体)的形成材料(封装材料)。
实施例
下面通过参考实施例和比较例来描述本发明，但本发明不应被理解为受限于这些实施例。
在制备环氧树脂组合物之前，准备以下成分。
[环氧树脂a1]
三苯基甲烷型环氧树脂(环氧当量：170g/eq；ICI粘度：0.1Pa·s；由日本化药株式会社(NIPPON KAYAKU Co.,Ltd.)制造的EPPN-501HY)
[环氧树脂a2]
邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂(环氧当量：198g/eq；ICI粘度：0.02Pa·s；由日本化药株式会社制造的EOCN-1020)
[环氧树脂a3]
联苯芳烷基(biphenyl aralkyl)型环氧树脂(环氧当量：284g/eq；ICI粘度：0.07Pa·s；由日本化药株式会社制造的NC-3000)
[酚醛树脂b1]
酚醛清漆型酚醛树脂(羟基当量：105g/eq；ICI粘度：0.06Pa·s；由明和化成株式会社(MEIWA PLASTIC INDUSTRIES,LTD.)制造的H-4)
[酚醛树脂b2]
苯酚联苯撑型酚醛树脂(羟基当量：210g/eq；ICI粘度：0.26Pa·s；由明和化成株式会社制造的MEH-7851M)
[无机填料]
球状熔融二氧化硅粉末(平均粒度：20μm)
[固化促进剂]
2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑(由四国化成株式会社(SHIKOKUCHEMICALS CORPORATION)制造的2P4MHZ)
[脱模剂]
氧化聚乙烯蜡(酸值：17；由科莱恩公司(Clariant)制造的PED521)
[硅烷偶联剂]
γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(由信越化学工业株式会社制造的KBM-803)
[聚硅氧烷化合物]
含亚烷基的有机聚硅氧烷(环氧当量：9000g/eq；粘度：3000mm2/s；由东丽道康宁株式会社制造的SF8421EG)
[阻燃剂]
氢氧化铝(由昭和电工株式会社(Showa Denko K.K.)制造的HP-360)
[离子捕捉剂]
锆化合物(由东亚合成株式会社(TOAGOSEI CO.,LTD.)制造的IXE-100)
[颜料]
炭黑(由三菱化学株式会社(Mitsubishi Chemical Corporation)制造的#3030B)
[实施例1至6和比较例1至9]
在室温下将下表1和2中各自列出的各成分以表中所示的其各自比例混合在一起，并在加热至80℃至120℃温度的辊式捏合机中将混合物熔融捏合5分钟。以这种方式，获得熔融的混合物。在将该熔融混合物冷却之后，将由此获得的固化物质研磨成粉末，从而制得期望的环氧树脂组合物。
根据下述方法，对作为实施例和比较例的由此获得的环氧树脂组合物中的每一种进行特性的测定和评价。将获得的结果也显示在下表1和2中。
[线性膨胀率]
通过传递成型法(175℃，2分钟)，从获得的各环氧树脂组合物制备作为试片的固化材料(测得直径80mm，厚度8mm)。通过使用测微计(由三丰株式会社(Mitutoyo Corporation)制造的防冷却剂的测微计)从所述试片测定成型收缩率(X)，并根据下式确定成型后在将试片冷却至室温(25℃)的条件下的线性膨胀率(Y)。
Y=X/(成型温度-成型收缩率的测定温度)
基于下列标准，对各固化材料在完成冷却至室温和完成成型之间的期间内由此确定的线性膨胀率(Y)进行评价。
合格：线性膨胀率低于25.0ppm/K。
不合格：线性膨胀率为25.0ppm/K以上。
[胶凝时间]
将约0.5g获得的各环氧树脂组合物放置在175℃的加热平板上，并利用具有1.5mm直径的玻璃棒进行搅拌。将直至观察不到树脂拉丝的时间看作胶凝时间(秒)，并测定直至发生这种胶凝所经过的时间。基于下列标准，对由此获得的胶凝时间的测定结果进行评价。
合格：胶凝时间为15至25秒。
不合格：胶凝时间在上述范围之外。
[螺旋流]
根据EMMI 1-66的方法，在175±5℃、120秒和70kg/cm2的条件下使用用于螺旋流测定的模具测定螺旋流(SF)值(cm)。根据该测定结果，基于下列标准来对各组合物进行评价。
合格：SF值为50cm以上。
不合格：SF值低于50cm。
[弯曲强度]
从以上述方式获得的各环氧树脂组合物，通过传递成型制得固化材料(175℃，2分钟)(根据JIS K6911(2006))。通过AutoGraph(弯曲试验机AG-500，由岛津制作所株式会社(Shimadzu Corporation)制造)对所述固化材料进行弯曲强度测定。根据该测定结果，基于下列标准来评价各固化材料。
合格：弯曲强度为100MPa以上。
不合格：弯曲强度低于100MPa。
表1
(重量份)
Figure BDA00002142778100161
*1：相对于全体环氧树脂组合物的百分比(重量%)
*2：相对于环氧树脂组合物中的全体有机成分的百分比(重量%)
表2
(重量份)
Figure BDA00002142778100171
*1：相对于全体环氧树脂组合物的百分比(重量%)
*2：相对于环氧树脂组合物中的全体有机成分的百分比(重量%)
从上面示出的结果可以看出，所有根据实施例的制品都确保了低于25.0ppm/K的低线性膨胀率，并成功地降低了它们的线性膨胀系数。而且，显然，它们的胶凝时间在适当的范围内，它们的螺旋流值为50cm以上；或者等价地说，它们显示了良好的流动性，且它们确保了高的弯曲强度的测定值，或在强度方面优异。
另一方面，其中以使得无机填料的含量低于规定范围的少量混合无机填料的根据比较例1的制品和其中未混合聚硅氧烷化合物的根据比较例2的制品具有25.0ppm/K以上的线性膨胀率，因此不能确认线性膨胀系数的降低。此外，其中以使得聚硅氧烷化合物的含量超出规定范围的大量混合各聚硅氧烷化合物的根据比较例3和6的制品的弯曲强度差。具有超出规定范围的长胶凝时间的根据比较例4的组合物当然可以说是固化性有问题的封装材料。此外，其中未混合聚硅氧烷化合物的根据比较例5的制品和其中以使得无机填料的含量超出规定范围的大量混合无机填料的根据比较例7的制品的螺旋流值短，或者等价地说是它们的流动性差。其中使用环氧当量在规定范围之外并超过规定范围的环氧树脂的根据比较例8的制品具有25.0ppm/K以上的线性膨胀率，因此不能确认线性膨胀系数的降低。此外，其中使用ICI粘度在规定范围之外并超过规定范围且羟基当量在规定范围之外并超过规定范围的酚醛树脂的根据比较例9的制品，不能确认其提供了线性膨胀系数的降低，且螺旋流值短，因此流动性差。
尽管已经参照本发明的具体实施方式对本发明进行了详细描述，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的主旨和范围的情况下，可以在其中进行各种变化和修改。
顺便提及，本申请基于2011年12月7日提交的日本专利申请2011-268039，通过参考将其内容并入本文中。
通过参考将引用的所有文献的内容整体并入本文中。
本发明的电子部件封装用环氧树脂组合物可用作使用大电流的功率器件如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的封装材料。

Claims (7)

1.一种电子部件封装用环氧树脂组合物，包含如下成分(A)至(E)，
其中成分(D)的含量为全体环氧树脂组合物的82-88重量%，
成分(E)的含量为环氧树脂组合物中全体有机成分的5-15重量%，且
所述环氧树脂组合物具有15至25秒的胶凝时间：
(A)环氧树脂，所述环氧树脂具有0.008至0.1Pa·s的ICI粘度和100至200g/eq的环氧当量；
(B)酚醛树脂，所述酚醛树脂具有0.008至0.1Pa·s的ICI粘度和100至200g/eq的羟基当量；
(C)固化促进剂；
(D)无机填料；和
(E)聚硅氧烷化合物。
2.根据权利要求1所述的电子部件封装用环氧树脂组合物，其中作为成分(E)的所述聚硅氧烷化合物是以如下通式(1)表示的聚硅氧烷化合物：
Figure FDA00002142778000011
其中每个R是单价有机基团且可彼此相同或不同，条件是一个分子中至少两个R为选自如下的有机基团：具有氨基取代基的有机基团、具有环氧基取代基的有机基团、具有羟基取代基的有机基团、具有乙烯基取代基的有机基团、具有巯基取代基的有机基团和具有羧基取代基的有机基团；且
m是0至500的整数。
3.根据权利要求1所述的电子部件封装用环氧树脂组合物，其中所述成分(A)是三苯基甲烷型环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂的混合物。
4.根据权利要求1所述的电子部件封装用环氧树脂组合物，其中所述成分(B)是酚醛清漆型酚醛树脂。
5.根据权利要求1所述的电子部件封装用环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物是在配备有电子部件的装置中用于电子模块的封装材料，所述装置具有双面冷却结构且包含通过对电子部件进行树脂封装而形成的电子模块、和形成于所述电子模块两面上的散热器。
6.一种配备有电子部件的装置，所述装置包含电子模块，所述电子模块包含利用根据权利要求1所述的电子部件封装用环氧树脂组合物封装的电子部件。
7.根据权利要求6所述的配备有电子部件的装置，所述装置具有双面冷却结构的包装形式，其中在所述电子模块的两面上具有散热器。
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