JP2000086745A - エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置

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JP2000086745A
JP2000086745A JP11192159A JP19215999A JP2000086745A JP 2000086745 A JP2000086745 A JP 2000086745A JP 11192159 A JP11192159 A JP 11192159A JP 19215999 A JP19215999 A JP 19215999A JP 2000086745 A JP2000086745 A JP 2000086745A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ボイドの発生がなく、流動性、吸湿時の硬化性
に優れる電子部品装置を実現できるエポキシ樹脂組成物
を提供する。 【解決手段】(A)1分子中に2個以上のエポキシ基を
有するエポキシ樹脂、(B)1分子中に2個以上のフェ
ノール性水酸基を有するフェノール樹脂、(C)フェノ
ール樹脂、有機第3ホスフィン及びキノン化合物を反応
させて得られる変性樹脂、を必須成分として含有するエ
ポキシ樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形材料、積層板
用または接着剤の材料として好適なエポキシ樹脂組成物
及びその組成物により素子を封止して得られる電子部品
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、成形材料、積層板用、接着剤
用材料として、エポキシ樹脂が広範囲に使用され、トラ
ンジスタ、IC等の電子部品の素子封止の分野ではエポ
キシ樹脂組成物が広く用いられている。この理由として
は、エポキシ樹脂が成形性、電気特性、耐湿性、耐熱
性、機械特性、インサート品との接着性等の諸特性にバ
ランスがとれているためである。特に、オルソクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂とフェノールノボラック硬
化剤の組み合わせはこれらのバランスに優れており、I
C封止用成形材料のベース樹脂として主流になってい
る。また、硬化促進剤としては3級アミン、イミダゾー
ル等のアミン化合物、ホスフィン類、ホスホニウム等の
リン化合物が一般に使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、電子部品のプリ
ント配線板への高密度実装化が進んでおり、これに伴い
電子部品は従来のピン挿入型のパッケージから、表面実
装型のパッケージが主流になりつつある。IC、LSI
などの表面実装型ICは、実装密度を高くするために素
子のパッケージに対する占有体積がしだいに大きくな
り、パッケージの肉厚は非常に薄くなってきた。さら
に、ピン挿入型パッケージは、ピンを配線板に挿入した
後に配線板裏面からはんだ付けが行われるためパッケー
ジが直接高温にさらされることがなかったのに対し、表
面実装型ICは配線板表面に仮止めを行った後、はんだ
バスやリフロー装置などで処理されるため、直接はんだ
付け温度にさらされる。この結果、ICパッケージが吸
湿した場合、はんだ付け時に吸湿水分が急激に膨張しパ
ッケージクラックに至り、これが大きな問題になってい
る。
【0004】このリフロー時のパッケージクラック耐
性、いわゆる耐リフロークラック性を改良するために、
無機充填剤を多く含む樹脂組成物が提案されている。し
かし無機充填剤量の増加は成形時流動性の低下を招き、
充填不良、ボイド発生等の成形上の障害や、ICチップ
のボンディングワイヤーが断線し導通不良が発生するな
ど、成形品の性能低下を招くため無機充填剤の配合量が
限られ、結果として耐リフロークラック性の著しい向上
が望めないという問題があった。特にトリフェニルホス
フィン等のリン系硬化促進剤や1,8−ジアザビシクロ
[5.4.0]ウンデセン−7等のアミン系硬化促進剤
では、流動性が低く耐リフロークラック性の著しい向上
が望めないのが実情である。さらに、ホスフィン系硬化
促進剤を使用した場合には、使用するエポキシ樹脂/硬
化剤の種類によってはボイドが多量に発生するという問
題がある。
【0005】これらの問題を解決する方法として、特開
平9−157497号公報にはトリフェニルホスフィン
と1,4−ベンゾキノンの付加反応物を硬化促進剤とし
て使用する方法が開示されているが、吸湿時の硬化性が
低くゲートブレイクを生じるという問題があった。
【0006】本発明は、このような状況に鑑みなされた
もので、ボイドの発生がなく、流動性、吸湿時の硬化性
に優れるエポキシ樹脂組成物、およびその組成物で封止
した素子を備える電子部品装置を提供しようとするもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】発明者らは上記の課題を
解決するために鋭意検討を重ねた結果、軟化点が150
℃以下のフェノール樹脂中で、有機第3ホスフィンとキ
ノン化合物を原料として製造された変性樹脂を用いるこ
とにより、ボイドの発生がなく、流動性、吸湿時の硬化
性に優れるエポキシ樹脂組成物が得られることを見い出
し、本発明を完成するに至った。
【0008】すなわち、本発明は、(1)(A)1分子
中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、
(B)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有す
るフェノール樹脂、(C)フェノール樹脂、有機第3ホ
スフィン及びキノン化合物を反応させて得られる変性樹
脂、を必須成分として含有するエポキシ樹脂組成物、
(2)(C)成分で用いられるフェノール樹脂の軟化点
が150℃以下であることを特徴とする上記(1)記載
のエポキシ樹脂組成物、(3)(C)成分の変性樹脂
が、50℃〜200℃の温度範囲で製造されることを特
徴とする上記(1)又は上記(2)記載のエポキシ樹脂
組成物、(4)(C)成分で用いられる有機第3ホスフ
ィンが下記一般式(I)で表わされることを特徴とする
上記(1)〜(3)記載のいずれかのエポキシ樹脂組成
物、
【化4】 (ここで、式中各3個のR1及びR2は全て同一でも異な
っていてもよく、水素、炭素数1〜6のアルキル基及び
炭素数1〜6のアルコキシル基から選ばれる。)(5)
上記一般式(I)で表わされる有機第3ホスフィンの各
3個のR1及びR2が全て水素であることを特徴とする上
記(4)記載のエポキシ樹脂組成物、(6)上記一般式
(I)で表わされる有機第3ホスフィンの3個のR1
水素、メチル基及びメトキシ基から選ばれ、3個のR2
が全て水素であることを特徴とする上記(4)記載のエ
ポキシ樹脂組成物、(7)(C)成分で用いられるフェ
ノール樹脂の150℃における溶融粘度が2ポイズ以下
であることを特徴とする上記(1)〜(6)記載のいず
れかのエポキシ樹脂組成物、(8)(C)成分で用いら
れるフェノール樹脂の水酸基当量が250g/eq以下
であることを特徴とする上記(1)〜(7)記載のいず
れかのエポキシ樹脂組成物、(9)(C)成分で用いら
れるキノン化合物が、1,4−ベンゾキノンであること
を特徴とする上記(1)〜(8)記載のいずれかのエポ
キシ樹脂組成物、(10)(C)成分の変性樹脂が、31
P−NMRにおいて35〜40ppmに少なくとも2つ
の共鳴シグナルを有することを特徴とする上記(1)〜
(9)記載のいずれかのエポキシ樹脂組成物、(11)
(C)成分の変性樹脂の31P−NMRにおける15pp
m以下の共鳴シグナルが10面積%以下で、かつ、45
ppm以上の共鳴シグナルが10面積%以下であること
を特徴とする上記(10)記載のエポキシ樹脂組成物、
(12)(C)成分の変性樹脂の31P−NMRにおける
15ppm以下の共鳴シグナルと45ppm以上の共鳴
シグナルとの面積和が10面積%以下であることを特徴
とする上記(11)記載のエポキシ樹脂組成物、(1
3)組成物全体に対して55体積%以上の無機充填剤
(D)をさらに含有することを特徴とする上記(1)〜
(12)記載のいずれかのエポキシ樹脂組成物、(1
4)エポキシ樹脂(A)のエポキシ基とフェノール樹脂
(B)のフェノール性水酸基との当量比((B)/
(A))が0.5〜2である上記(1)〜(13)記載
のいずれかのエポキシ樹脂組成物、(15)(A)成分
が下記一般式(II)及び/又は(III)のエポキシ樹脂
を含むことを特徴とする上記(1)〜(14)記載のい
ずれかのエポキシ樹脂組成物、
【化5】 (ここで、式中各4個のR3、R4は全て同一でも異なっ
ていてもよく、水素またはメチル基を示す。)(16)
(B)成分が下記一般式(IV)、(V)及び(VI)で示
されるフェノール樹脂の少なくともいずれかを含むこと
を特徴とする上記(1)〜(15)記載のいずれかのエ
ポキシ樹脂組成物、
【化6】 (ここで、X、Y、Zは0〜10を示す。)(17)
(C)成分の変性樹脂が、フェノール樹脂を加熱溶融さ
せる第一のステップと、溶融状態のフェノール樹脂に有
機第3ホスフィンを溶解させる第二のステップと、フェ
ノール樹脂と有機第3ホスフィンとの溶融混合物にキノ
ン化合物を添加して50℃〜200℃で反応させる第三
のステップからなる方法で製造されることを特徴とする
上記(1)〜(16)記載のいずれかのエポキシ樹脂組
成物、(18)第二のステップ及び第三のステップが窒
素気流下又は窒素雰囲気下で行われることを特徴とする
上記(17)記載のエポキシ樹脂組成物、(19)上記
(1)〜(18)記載のいずれかのエポキシ樹脂組成物
により封止された素子を備える電子部品装置、である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のエポキシ樹脂組成物に用
いられる(A)成分のエポキシ樹脂は、一般に使用され
ているもので特に限定はないが、例えば、ビスフェノー
ルA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、レゾルシ
ノール、フェノールノボラック、クレゾールノボラック
等のフェノール類のグリシジルエーテル、ブタンジオ一
ル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル等のアルコール類のグリシジルエーテル、フタル酸、
イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸等のカルボン酸類
のグリシジルエステル、アニリン、イソシアヌール酸等
の窒素原子に結合した活性水素をグリシジル基で置換し
たもの等のグリシジル型(メチルグリシジル型も含む)
エポキシ樹脂、分子内のオレフィン結合をエポキシ化し
て得られるビニルシクロヘキセンジエポキシド、3,4
−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシ
クロヘキサンカルボキシレート、2−(3,4−エポキ
シ)シクロヘキシル−5,5−スピロ(3,4−エポキ
シ)シクロヘキサン−m−ジオキサン等の脂環型エポキ
シ樹脂、ビス(4−ヒドロキシ)チオエーテルのエポキ
シ化物、パラキシリレン変性フェノール樹脂のグリシジ
ルエーテル、メタキシリレン・パラキシリレン変性フェ
ノール樹脂のグリシジルエーテル、テルペン変性フェノ
ール樹脂のグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエン
変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル、シクロペン
タジエン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル、多
環芳香環変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル、ナ
フタレン環含有フェノール樹脂のグリシジルエーテル、
スチルベン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹
脂、ハロゲン化フェノールノボラック型エポキシ樹脂な
どが挙げられ、単独であるいは2種以上混合して用いる
ことができる。これらのエポキシ樹脂の中で、下記一般
式(ii)、(iii)で示されるものが流動性及び耐リフ
ロー性の点で好ましく、下記一般式(II)、(III)で
示されるものがより好ましい。中でも、特に耐リフロー
性の観点からは、4,4’−ビス(2,3−エポキシプ
ロポキシ)−3,3’,5,5’−テトラメチルビフェ
ニルが、成形性や耐熱性の観点からは4,4’−ビス
(2,3−エポキシプロポキシ)ビフェニルが好まし
い。これら式(ii)、(iii)、(II)、(III)のエポ
キシ樹脂は、それぞれ単独で用いても互いに併用しても
よいが、性能を発揮するためには、エポキシ樹脂全量に
対して、合わせて60重量%以上使用することが好まし
い。
【0010】
【化7】 (ここで、式中各4個のR3、R4は全て同一でも異なっ
ていてもよく、水素及び炭素数1〜10の置換又は非置
換の一価の炭化水素基から選ばれ、nは0〜3を示
す。)
【化8】 (ここで、式中各4個のR3、R4は全て同一でも異なっ
ていてもよく、水素またはメチル基を示す。)
【0011】本発明のエポキシ樹脂組成物に用いられる
(B)成分の1分子中にフェノール性水酸基を2個以上
有するフェノール樹脂は、特に制限はなく公知のフェノ
ール樹脂を広く使用することができる。例えば、フェノ
ール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコ
ール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のフェノ
ール類又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロ
キシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、
アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアル
デヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類とを酸性
触媒下で縮合又は共縮合させて得られる樹脂、ビフェニ
ル骨格型フェノール樹脂、パラキシリレン変性フェノー
ル樹脂、メタキシリレン・パラキシリレン変性フェノー
ル樹脂、メラミン変性フェノール樹脂、テルペン変性フ
ェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹
脂、シクロペンタジエン変性フェノール樹脂、多環芳香
環変性フェノール樹脂、キシリレン変性ナフトール樹脂
などが挙げられ、単独であるいは2種以上混合して用い
ることができる。これらのフェノール樹指は、分子量、
軟化点、水酸基当量などに制限なく使用することができ
る。中でも、硬化性の点からは下記一般式(IV)、
(V)、(VI)で示されるものが好ましく、さらに低吸
湿の観点からは式(V)の構造が好ましい。これら式
(IV)、式(V)、式(VI)のフェノール樹脂は、それ
ぞれ単独で用いてもいずれか2種あるいは3種全てを併
用してもよいが、性能を発揮するためには、フェノール
樹脂全量に対して合わせて60重量%以上使用すること
が好ましい。
【0012】
【化9】 上記式(IV)、式(V)、式(VI)中のX、Y、Zは0
〜10の数を示す。それぞれが10を越えた場合は
(B)成分の溶融粘度が高くなるため、エポキシ樹脂組
成物の溶融成形時の粘度も高くなり、未充填不良やボン
ディングワイヤ(素子とリードを接続する金線)の変形
を引き起こしやすくなる。したがって、X、Y、Zは0
〜10の範囲であることが必要であるが、1分子中の平
均で1〜4の範囲に設定されることがより好ましい。
【0013】本発明において(A)のエポキシ樹脂と
(B)成分のフェノール化合物との配合比率は、エポキ
シ樹脂のエポキシ当量に対するフェノール樹脂の水酸基
当量の比率が0.5〜2の範囲に設定されることが好ま
しく、より好ましくは0.7〜1.5、さらに好ましく
は0.8〜1.3である。0.5未満ではエポキシ樹脂
の硬化が不充分となり、硬化物の耐熱性、耐湿性並びに
電気特性が劣りやすい。また、2を超えるとフェノール
樹脂成分が過剰になり硬化樹脂中に多量のフェノール性
水酸基が残るため、電気特性並びに耐湿性が悪くなりが
ちである。
【0014】本発明のエポキシ樹脂組成物に用いられる
(C)成分の変性樹脂は、エポキシ樹脂(A)とフェノ
ール樹脂(B)の硬化促進剤として働くものであり、フ
ェノール樹脂、有機第3ホスフィン及びキノン化合物を
原料として製造される。このような変性樹脂は、有機第
3ホスフィンとキノン化合物との付加反応生成物、その
付加反応生成物とフェノール樹脂との反応生成物、キノ
ン化合物とフェノール樹脂との反応生成物等の複数の反
応生成物、及び未反応のフェノール樹脂、有機第3ホス
フィン、キノン化合物などを含む混合物であり、エポキ
シ樹脂とフェノール樹脂の硬化促進剤として用いた場
合、ボイドの低減、流動性の向上及び吸湿時の硬化性の
向上に著しい効果を示す。
【0015】(C)成分の製造に使用されるフェノール
樹脂は1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有す
るものであれば特に制限はない。このようなフェノール
樹脂としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシ
レノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノール
A、ビスフェノールF等のフェノール類及び/又はα−
ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン
等のナフトール類とホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチ
ルアルデヒド等のアルデヒド類とを酸性触媒下で縮合又
は共縮合させて得られる樹脂、ビフェニル骨格型フェノ
ール樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹脂、メタキ
シリレン・パラキシリレン変性フェノール樹脂、メラミ
ン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、
ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、シクロペン
タジエン変性フェノール樹脂、多環芳香環変性フェノー
ル樹脂、キシリレン変性ナフトール樹脂などが挙げら
れ、単独であるいは2種以上混合して用いることができ
る。これらのフェノール樹脂の軟化点は150℃以下で
あることが好ましい。軟化点が150℃を超えると、変
性樹脂製造温度が高くなり有機第3ホスフィンが酸化さ
れやすくなる傾向がある。また、製造の際の作業性の観
点から、フェノール樹脂の溶融粘度は、150℃におけ
るICI粘度が2ポイズ以下であることが好ましく、
0.3〜2ポイズの範囲内であることがより好ましい。
フェノール樹脂の水酸基当量も、作業性の観点から25
0g/eq以下であることが好ましく、100〜250
g/eqの範囲内であることがより好ましい。水酸基当
量が250g/eqを超えると相溶性が低下して扱いに
くくなる傾向がある。
【0016】(C)成分の原料として用いられる有機第
3ホスフィンとしては、特に限定はないが、例えば、ト
リフェニルホスフィン、ジフェニル(p−トリル)ホス
フィン、ジ(p−トリル)フェニルホスフィン、ジフェ
ニル(p−メトキシフェニル)ホスフィン、ジフェニル
(m−トリル)ホスフィン、ジ(m−トリル)フェニル
ホスフィン、ジフェニル(m−メトキシフェニル)ホス
フィン、トリス(p−トリル)ホスフィン、トリス(m
−トリル)ホスフィン、トリス(p−メトキシフェニ
ル)ホスフィン、トリス(m−メトキシフェニル)ホス
フィン、トリス(2−メチル−4−メトキシフェニル)
ホスフィン、トリス(2,4−ジメチルフェニル)ホス
フィン、トリス(3,5−ジメチルフェニル)ホスフィ
ン、トリス(2,6−ジメチルフェニル)ホスフィン、
トリス(2,4−ジメトキシフェニル)ホスフィン、ト
リス(3,5−ジメトキシフェニル)ホスフィン、トリ
ス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスフィン、トリス
(トリアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(テトラ
アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルコキ
シフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルコキシフ
ェニル)ホスフィン等が挙げられ、単独でも2種以上混
合して用いてもよい。樹脂組成物の接着性の観点から
は、下記一般式(I)で示される有機第3ホスフィンを
用いることが好ましく、中でも、各3個のR1及びR2
全て水素であるトリフェニルホスフィン、3個のR1
全てメチル基で3個のR2が全て水素であるトリス(p
−トリル)ホスフィンやトリス(m−トリル)ホスフィ
ン、3個のR1が全てメトキシ基で3個のR2が全て水素
であるトリス(p−メトキシフェニル)ホスフィンやト
リス(m−メトキシフェニル)ホスフィン、3個のR1
のうち2個が水素、1個がメチル基で3個のR2が全て
水素であるジフェニル(p−トリル)ホスフィン、3個
のR1のうち1個が水素、2個がメチル基で3個のR2
全て水素であるジ(p−トリル)フェニルホスフィン、
3個のR1のうち2個が水素、1個がメトキシ基で3個
のR2が全て水素であるジフェニル(p−メトキシフェ
ニル)ホスフィン等の、各3個のR1及びR2が全て水素
である有機第3ホスフィン又は3個のR1が水素、メチ
ル基及びメトキシ基から選ばれ、3個のR2が全て水素
である有機第3ホスフィンがより好ましい。
【化10】 上記式(I)中のR1及びR2は、同一でも異なっていて
もよく、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基、ペンチル基、ヘキシル基、イソプロピル基、t−
ブチル基等の炭素数1〜6のアルキル基、及び、メトキ
シ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチ
ルオキシ基、ヘキシルオキシ基等の炭素数1〜6のアル
コキシル基から選ばれる。次式(i)で示される3個の
構成要素は、全て同一でも異なっていてもよい。
【化11】
【0017】(C)成分の原料として用いられるキノン
化合物としては、特に制限はないが、例えば、1,4−
ベンゾキノン、2,5−トルキノン、1,4−ナフトキ
ノン、2,3−ジメチルベンゾキノン、2,6−ジメチ
ルベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−5−メチル−
1,4−ベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−1,4−
ベンゾキノン、フェニル−1,4−ベンゾキノン等が挙
げられ、単独で用いても2種以上併用してもよい。中で
も1,4−ベンゾキノンは良好な流動性と硬化性を示す
ので好ましい。
【0018】(C)成分の変性樹脂の製造方法として
は、フェノール樹脂の融点又は軟化点以上の温度におい
て、フェノール樹脂に有機第3ホスフィンを加えた後、
キノン化合物を加えて反応させる方法が好ましい。フェ
ノール樹脂にキノン化合物を加えた後に有機第3ホスフ
ィンを加える方法や、フェノール樹脂に有機第3ホスフ
ィンとキノン化合物とを同時に加える方法により製造し
た場合、樹脂組成物の流動性が向上せず好ましくない。
より好ましい製造方法として、フェノール樹脂を加熱溶
融させる第一のステップと、溶融状態のフェノール樹脂
に有機第3ホスフィンを溶解させる第二のステップと、
フェノール樹脂と有機第3ホスフィンとの溶融混合物に
キノン化合物を添加して反応させる第三のステップから
なる方法が挙げられ、第二のステップと第三のステップ
を窒素気流下又は窒素雰囲気下で行う方法がさらに好ま
しい。また、反応温度は、フェノール樹脂の融点又は軟
化点以上の温度であれば特に制限はないが、好ましくは
50℃〜200℃、より好ましくは100〜200℃で
ある。反応時間はキノン化合物を添加後10分〜3時間
が好ましく、10分〜1時間がより好ましい。3時間を
超えると変性樹脂の活性が低下し硬化性の低下を招く場
合がある。
【0019】有機第3ホスフィンとキノン化合物の使用
量は特に制限はないが、十分な効果を発揮するために
は、キノン化合物を有機第3ホスフィンに対して等モル
以上使用することが好ましい。より好ましくはキノン化
合物/有機第3ホスフィンのモル比が1〜5、さらに好
ましくは1〜2、特に好ましくは1.2〜1.7であ
る。キノン化合物が有機第3ホスフィンに対して等モル
未満の場合には、未反応の有機第3ホスフィンが残存す
る可能性が高くなる。フェノール樹脂に対する有機第3
ホスフィンとキノン化合物の使用量は特に制限はない
が、フェノール樹脂、有機第3ホスフィン及びキノン化
合物の総量に対して、有機第3ホスフィンとキノン化合
物の合計量が50重量%以下であることが好ましく、1
〜40重量%の範囲がより好ましく、さらに好ましくは
5〜25重量%、特に好ましくは9〜20重量%であ
る。50重量%を超えると反応時の粘度が著しく高くな
り均一な変性樹脂が得られない傾向にある。
【0020】(C)成分の変性樹脂は、31P−NMRに
おいて35〜40ppmに少なくとも2つの共鳴シグナ
ルを示すことが好ましい。また、未反応の有機第3ホス
フィンの残存量を示す15ppm以下の共鳴シグナル及
び有機第3ホスフィンの酸化生成物の量を示す45pp
m以上の共鳴シグナルの面積が、それぞれ10面積%以
下であることがより好ましく、両方の面積の和が10面
積%以下であることがさらに好ましい。
【0021】本発明のエポキシ樹脂組成物における
(C)成分の変性樹脂の配合量は、硬化促進効果が達成
され、ボイド、流動性、硬化性等で悪影響を及ぼさない
量であれば特に限定されるものではないが、(A)成分
のエポキシ樹脂と(B)成分のフェノール樹脂の合計量
100重量部に対して(C)成分の製造に使用された有
機第3ホスフィンの量が0.1〜10重量部となる量が
好ましく、より好ましくは0.3〜5.0重量部となる
量である。有機第3ホスフィンの量が0.1重量部未満
では短時間で硬化させることが難しく、10重量部を超
えると硬化速度が早すぎて良好な成形品が得られない場
合が生じる。
【0022】また本発明の樹脂組成物には、(C)成分
以外に、エポキシ樹脂とフェノール性水酸基を有する化
合物の硬化反応を促進する硬化促進剤として一般に用い
られているものを1種以上併用することができる。これ
らの硬化促進剤としては、例えば、1,5−ジアザビシ
クロ[4.3.0]ノネン−5、1,8−ジアザビシク
ロ[5.4.0]ウンデセン−7等のジアザビシクロア
ルケン及びそのフェノールノボラック塩、上記ジアザビ
シクロアルケンの誘導体やそのフェノールノボラック
塩、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、
トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ト
リス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の三級アミ
ン類及びこれらの誘導体、2−メチルイミダゾール、2
−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイ
ミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダ
ゾール類及びこれらの誘導体、テトラフェニルホスホニ
ウム・テトラフェニルボレート等のテトラ置換ホスホニ
ウム・テトラ置換ボレート、2−エチル−4−メチルイ
ミダゾール・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等のテトラフェニルボ
ロン塩、トリフェニルホスフィン、ジフェニル(p−ト
リル)ホスフィン、ジ(p−トリル)フェニルホスフィ
ン、ジフェニル(p−メトキシフェニル)ホスフィン、
ジフェニル(m−トリル)ホスフィン、ジ(m−トリ
ル)フェニルホスフィン、ジフェニル(m−メトキシフ
ェニル)ホスフィン、トリス(p−トリル)ホスフィ
ン、トリス(m−トリル)ホスフィン、トリス(p−メ
トキシフェニル)ホスフィン、トリス(m−メトキシフ
ェニル)ホスフィン、トリス(2−メチル4−メトキシ
フェニル)ホスフィン、トリス(2,4−ジメチルフェ
ニル)ホスフィン、トリス(3,5−ジメチルフェニ
ル)ホスフィン、トリス(2,6−ジメチルフェニル)
ホスフィン、トリス(2,4−ジメトキシフェニル)ホ
スフィン、トリス(3,5−ジメトキシフェニル)ホス
フィン、トリス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスフ
ィン、トリス(トリアルキルフェニル)ホスフィン、ト
リス(テトラアルキルフェニル)ホスフィン、トリス
(トリアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(テト
ラアルコキシフェニル)ホスフィン等の有機ホスフィン
類及びそのフェノールノボラック塩、有機ホスフィン類
の誘導体やそのフェノールノボラック塩、上記有機ホス
フィン類に、無水マレイン酸、1,4−ベンゾキノン、
2,5−トルキノン、1,4−ナフトキノン、2,3−
ジメチルベンゾキノン、2,6−ジメチルベンゾキノ
ン、2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾ
キノン、2,3−ジメトキシ−1,4−ベンゾキノン、
フェニル−1,4−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジ
アゾフェニルメタン、フェノール樹脂等のπ結合をもつ
化合物を付加してなる分子内分極を有する化合物、及び
そのフェノールノボラック塩、または上記有機ホスフィ
ン類と有機ボロン類との錯体、などが挙げられる。これ
らの硬化促進剤を1種類併用しても、2種以上を併用し
ても良い。これらの硬化促進剤を併用する場合、(C)
成分の配合量は、(C)成分の製造に使用された有機第
3ホスフィンの重量が、(C)成分中の有機第3ホスフ
ィンと併用する硬化促進剤の合計量に対して30重量%
となる量以上であることが好ましく、さらに好ましくは
50重量%となる量以上である。(C)成分の製造に使
用された有機第3ホスフィンの重量が30重量%未満で
あるとボイドの発生、吸湿時硬度の低下、流動性の低下
等が生じ本発明の効果が少なくなる。
【0023】本発明の樹脂組成物を封止用成形材料用途
として使用するためには、さらに無機充填剤(D)を配
合することが好ましい。配合される無機充填剤(D)
は、従来公知もので特に制限はないが、例えば、溶融シ
リカ、結晶シリカ、ガラス、アルミナ、炭酸カルシウ
ム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸カルシウム、窒化珪
素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、
ジルコン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、
ムライト、チタニア、タルク、クレー、マイカ等の微粉
未、またはこれらを球形化したビーズなどが使用でき、
1種類以上用いることができる。さらに、難燃効果のあ
る無機充填剤としては水酸化アルミニウム、水酸化マグ
ネシウム、硼酸亜鉛などが挙げられ、これらを単独で用
いることも併用することもできる。上記の無機充填剤の
中で、線膨張係数低減の観点からは溶融シリカが、高熱
伝導性の観点からはアルミナが好ましい。
【0024】(D)成分の無機充填剤の配合量は、樹脂
組成物全体に対して55体積%以上であることが好まし
く、より好ましくは65〜90体積%の範囲である。こ
れら無機充填剤は硬化物の熱膨張係数や熱伝導率、弾性
率などの改良を目的に添加するものであり、配合量が5
5体積%未満ではこれらの特性を充分に改良できず、9
0体積%を超えると樹脂組成物の粘度が著しく上昇し流
動性が低下して成形が困難になりがちである。また、無
機充填剤(D)の平均粒径は1〜50μmの範囲が好ま
しく、10〜30μmがより好ましい。1μm未満では
樹脂組成物の粘度が上昇しやすく、50μmを超えると
樹脂成分と充墳剤とが分離しやすくなり、硬化物が不均
一になったりあるいは硬化物特性がばらついたり、更に
は狭い隙間への充填性が低下しがちである。流動性の観
点からは、(D)成分の無機充填剤の粒子形状は角形よ
り球形が好ましく、且つ粒度分布が広範囲に分布したも
のが望ましい。例えば、充填剤を75体積%以上配合す
る場合、その70重量%以上を球状粒子とし、0.1〜
80μmという広範囲に分布したものが望ましい。この
ような充填剤は最密充填構造をとりやすいため配合量を
増しても材料の粘度上昇が少なく、流動性の優れた組成
物を得ることができる。
【0025】本発明のエポキシ樹脂組成物を封止用成形
材料用途に使用する場合、封止される素子を備える電子
部品装置の耐湿性を向上させる観点から、陰イオン交換
体(E)を添加することが好ましい。ここで問題とする
耐湿性とはICパッケージ等の電子部品装置の耐湿信頼
性であり、特にバイアス型高温高湿試験、HAST(Hi
ghly Accelerated Humidity and Stress Test)などの
電圧印加下での耐湿性試験が対象である。これらの耐湿
性試験で発生する不良モードは殆どがICの素子上に形
成されているアルミ配線の腐食による断線であるが、本
発明の(A)成分のエポキシ樹脂、(B)成分のフェノ
ール樹脂、(C)成分の変性樹脂及び(D)成分の特定
配合量の無機充填剤の組合せからなるエポキシ樹脂組成
物を使用することで良好な耐湿信頼性を得ることができ
る。しかし、更に優れた電圧印加型の耐湿性を得るため
には陰イオン交換体の添加が有効である。電圧印加型耐
湿試験の場合は陽極側のアルミ配線が特に腐食しやす
く、この原因としては以下の現象が考えられる。陽極側
の配線またはボンディングパッドは水分が存在する場
合、水の電気分解により発生する酸素により陽極酸化を
受け、表面に安定な酸化アルミの皮膜が形成されるため
アルミ腐食は進行しないはずである。しかし、微量でも
塩素などのハロゲンイオンが存在すると酸化アルミ膜を
可溶化するため、下地のアルミが溶解する孔食腐食とな
る。この陽極側の孔食腐食は陰極側の粒界腐食と比較し
進行が速いため、電圧印加型耐湿試験では陽極側のアル
ミ配線腐食が先に進行し不良となる。そこで、陽極側の
腐食を防止するためには微量のハロゲンイオンを捕捉で
きる陰イオン交換体の添加が有効になる。
【0026】本発明において用いることのできる陰イオ
ン交換体としては特に制限はないが、例えば次式(VI
I)で示されるハイドロタルサイト類や、
【化12】 Mg1-XAlX(OH)2(CO3X/2・mH2O ……(VII) (0<x≦0.5、mは正数) マグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、
ビスマスから選ばれる元素の含水酸化物が好ましく、こ
れらを単独で用いても2種以上併用してもよい。
【0027】ハイドロタルサイト類は、ハロゲンイオン
などの陰イオンを構造中のCO3と置換することで捕捉
し、結晶構造の中に組み込まれたハロゲンイオンは約3
50℃以上で結晶構造が破壊するまで脱離しない性質を
持つ化合物である。この様な性質を持つハイドロタルサ
イト類を例示すれば、天然物として産出されるMg6
2(OH)16CO3・4H2Oや合成品としてMg4 . 3
2(OH)12 . 6CO3・mH2Oが挙げられる。また、
本発明のエポキシ樹脂組成物は(B)成分のフェノール
樹脂の影響で、純水を使用した硬化物の抽出液がPH値
3〜5と酸性を示す。したがって、両性金属であるアル
ミに対しては腐食しやすい環境となるが、ハイドロタル
サイト類は酸を吸着する作用も持つことから抽出液を中
性に近づける作用もあり、この作用効果もハイドロタル
サイト類添加がアルミ腐食防止に対し有効に働く要因で
あると推察できる。マグネシウム、アルミニウム、チタ
ン、ジルコニウム、ビスマスから選ばれる元素の含水酸
化物も、ハロゲンイオンを水酸イオンと置換することで
捕捉でき、さらにこれらのイオン交換体は酸性側で優れ
たイオン交換能を示す。本発明の封止用エポキシ樹脂成
形材料については、前述のように抽出液が酸性側となる
ことから、これらの含水酸化物もアルミ腐食防止に対し
特に有効である。これらを例示すればMgO・nH
2O、Al23・nH2O、TiO2・nH2O、ZrO2
・nH2O、Bi23・nH2Oなどの含水酸化物が挙げ
られる。
【0028】これらの陰イオン交換体の配合量は、ハロ
ゲンイオンなどの陰イオンを捕捉できる十分量であれば
特に限定されるものではないが、(A)成分のエポキシ
樹脂100重量部に対して、0.1〜30重量部の範囲
に設定されることが好ましく、より好ましくは1〜5重
量部である。
【0029】本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に
応じて樹脂成分と充項剤との接着性を高めるためのカッ
プリング剤として、エポキシシラン、メルカプトシラ
ン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、
ビニルシラン等の各種シラン系化合物、チタン系化合
物、アルミニウムキレート類、アルミニウム/ジルコニ
ウム系化合物などの公知の添加剤を用いることができ
る。また、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸
化チタン、鉛丹、ベンガラ等の公知の化合物を着色剤と
して用いても良い。
【0030】本発明のエポキシ樹脂組成物には、成形時
に金型との良好な離型性を持たせるため離型剤を添加し
てもよい。この離型剤としては、酸化型若しくは非酸化
型のポリオレフィンを(A)成分のエポキシ樹脂100
重量部に対して0.01〜10重量部添加することが好
ましく、より好ましい添加量は0.1〜5重量部であ
る。0.01重量部未満では十分な離型性を得ることが
できず、10重量部を超えると接着性が阻害されるおそ
れがある。この酸化型若しくは非酸化型のポリオレフィ
ンとしては、ヘキスト社製H4やPE、PEDシリーズ
等の数平均分子量が500〜10000程度の低分子量
ポリエチレンなどが挙げられる。また、これ以外の離型
剤としては、例えばカルナバワックス、モンタン酸エス
テル、モンタン酸、ステアリン酸などが挙げられ、単独
であるいは2種以上併用することができる。酸化型若し
くは非酸化型のポリオレフィンに加えてこれら他の離型
剤を併用する場合、その配合割合は(A)成分のエポキ
シ樹脂100重量部に対して通常0.1〜10重量部が
好ましく、より好ましくは0.5〜3重量部である。
【0031】本発明のエポキシ樹脂組成物には、電子部
品装置に難燃性を付与するために難燃剤を添加してもよ
い。この難燃剤としては、ハロゲン原子、アンチモン原
子、窒素原子又はリン原子を含む公知の有機又は無機の
化合物、金属水酸化物などがあり、これらを具体的に例
示すると、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン等が
挙げられる。これらの難燃剤の配合割合は(A)成分の
エポキシ樹脂100重量部に対して1〜30重量部が好
ましく、より好ましくは2〜15重量部である。さら
に、その他の添加剤として、シリコーンオイルやシリコ
ーンゴム粉末等の応力緩和剤などを必要に応じて配合す
ることができる。
【0032】本発明の樹脂組成物は、各種成分を均一に
分散混合できるのであれば、いかなる手法を用いても調
製できるが、一般的な手法として、所定の配合量の成分
をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロー
ル、押出機等によって溶融混練した後、冷却、粉砕する
方法を挙げることができる。例えば、上述した成分の所
定量を均一に撹拌、混合し、予め70〜140℃に加熱
してあるニーダー、ロール、エクストルーダーなどで混
練、冷却し、粉砕するなどの方法で得ることができる。
成形条件に合うような寸法及び重量でタブレット化する
と使いやすい。
【0033】本発明で得られるエポキシ樹脂組成物によ
り素子を封止して得られる電子部品装置としては、リー
ドフレーム上に半導体素子を固定し、素子の端子部(ボ
ンディングパッドなど)とリード部をワイヤボンディン
グやバンプなどで接続した後、電子部品封止用エポキシ
樹脂成形材料を用いてトランスファ成形などにより封止
してなる、一般的な樹脂封止型ICパッケージ等が挙げ
られる。これを例示すればDIP(Dual Inline Packag
e)、PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、QF
P(Quad Flat Package)、SOP(Small Outline Pac
kage)、SOJ(Small Outline J-lead package)、T
SOP(Thin Small Outline Package)、TQFP(Th
in Quad Flat Package)などが挙げられ、特に表面実装
法により配線板に実装される電子部品装置に適用した場
合、優れた信頼性を発揮できる。また、上記に示したリ
ード(外部接続端子)を有する樹脂封止型パッケージの
形態であれば、封止される素子はトランジスタ、サイリ
スタ、IC、LSI、ダイオードなどの半導体素子ばか
りでなく、抵抗体、抵抗アレイ、コンデンサ、ポリスイ
ッチなどのスイッチ類なども対象となり、これらの素子
に対しても優れた信頼性を提供できるとともに、各種素
子や電子部品をセラミック基板に搭載した後に全体を封
止してなるハイブリットICについても優れた信頼性を
得ることができる。さらには、裏面に配線板接続用の端
子を形成した有機基板の表面に素子を搭載し、バンプま
たはワイヤボンディングにより素子と有機基板に形成さ
れた配線を接続した後、エポキシ樹脂組成物を用いて素
子を封止してなる、BGA(Ball Grid Array)やCS
P(Chip Size Package)などの電子部品装置について
も優れた信頼性を得ることができる。プリント回路板の
製造などにも有効に使用できる。本発明で得られる樹脂
組成物を用いて、電子部品装置を封止する方法として
は、低圧トランスファー成形法が最も一般的であるが、
インジェクション成形法、圧縮成形法等を用いてもよ
い。
【0034】
【実施例】次に本発明の実施例を示すが、本発明の範囲
はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0035】合成例1 温度計及び撹拌機が付属した2Lセパラブルフラスコ
に、溶融粘度(150℃)1.4ポイズ、水酸基当量1
76、軟化点70℃のフェノール・アラルキル樹脂(三
井化学株式会社製商品名ミレックスXL−225)90
0gを投入し120℃に加熱した。次いで、窒素ガス気
流下、トリフェニルホスフィン70gを配合し、続けて
1,4−ベンゾキノン38gを20分間で徐々に添加し
た。その後130℃で20分間撹拌しバットに取り出し
て、変性樹脂(c−1)を得た。c−1の軟化点は80
℃、溶融粘度(150℃)は3.5ポイズであった。得
られた変性樹脂c−1の31P−NMRスペクトル(測定
溶媒:重メタノール/重DMSO(容量比1/1))を
図1に示す。35〜40ppmには2つの共鳴シグナル
が観測された。
【0036】合成例2 温度計及び撹拌機が付属した2Lセパラブルフラスコ
に、溶融粘度(150℃)1.4ポイズ、水酸基当量1
76、軟化点70℃のフェノール・アラルキル樹脂(三
井化学株式会社製商品名ミレックスXL−225)90
0gを投入し110℃に加熱した。次いで、窒素ガス気
流下、ジフェニル(p−トリル)ホスフィン72gを配
合し、続けて1,4−ベンゾキノン37gを20分間で
徐々に添加した。その後130℃で20分間撹拌しバッ
トに取り出して、変性樹脂(c−2)を得た。c−2の
軟化点は78℃、溶融粘度(150℃)は3.6ポイズ
であった。得られた変性樹脂c−2の31P−NMRスペ
クトル(測定溶媒:重メタノール/重DMSO(容量比
1/1))を図2に示す。35〜40ppmには2つの
共鳴シグナルが観測された。
【0037】合成例3 温度計及び撹拌機が付属した2Lセパラブルフラスコ
に、溶融粘度(150℃)1.4ポイズ、水酸基当量1
99、軟化点89℃のビフェニル骨格型フェノールノボ
ラック樹脂(明和化成株式会社製商品名MEH−785
1)900gを投入し120℃に加熱した。次いで、窒
素ガス気流下、ジフェニル(p−トリル)ホスフィン7
2gを配合し、続けて1,4−ベンゾキノン37gを2
0分間で徐々に添加した。その後130℃で20分間撹
拌しバットに取り出して、変性樹脂(c−3)を得た。
c−3の軟化点は98℃、溶融粘度(150℃)は3.
8ポイズであった。得られた変性樹脂c−3の31P−N
MRスペクトル(測定溶媒:重メタノール/重DMSO
(容量比1/1))を図3に示す。35〜40ppmに
は2つの共鳴シグナルが観測された。
【0038】合成例4 温度計及び撹拌機が付属した2Lセパラブルフラスコ
に、溶融粘度(150℃)1.6ポイズ、水酸基当量1
06、軟化点67℃のフェノールノボラック樹脂(明和
化成株式会社製商品名H−4)900gを投入し110
℃に加熱した。次いで、窒素ガス気流下、トリフェニル
ホスフィン70gを配合し、続けて1,4−ベンゾキノ
ン38gを20分間で徐々に添加した。その後130℃
で20分間撹拌しバットに取り出して、変性樹脂(c−
4)を得た。c−4の軟化点は89℃、溶融粘度(15
0℃)は4.7ポイズであった。得られた変性樹脂c−
4の 31P−NMRスペクトル(測定溶媒:重メタノール
/重DMSO(容量比1/1))を図4に示す。35〜
40ppmには2つの共鳴シグナルが観測された。
【0039】合成例5 温度計及び撹拌機が付属した2Lセパラブルフラスコ
に、溶融粘度(150℃)1.4ポイズ、水酸基当量1
76、軟化点70℃のフェノール・アラルキル樹脂(三
井化学株式会社製商品名ミレックスXL−225)90
0gを投入し120℃に加熱した。次いで、窒素ガス気
流下、トリス(p−トリル)フェニルホスフィン74.
5gを配合し、続けて1,4−ベンゾキノン34.4g
を20分間で徐々に添加した。その後130℃で20分
間撹拌しバットに取り出して、変性樹脂(c−5)を得
た。c−5の軟化点は77℃、溶融粘度(150℃)は
3.3ポイズであった。得られた変性樹脂c−5の31
−NMRスペクトル(測定溶媒:重メタノール/重DM
SO(容量比1/1))を図5に示す。35〜40pp
mには2つの共鳴シグナルが観測された。
【0040】比較合成例 温度計及び撹拌機が付属した2Lセパラブルフラスコ
に、溶融粘度(150℃)1.4ポイズ、水酸基当量1
76、軟化点70℃のフェノール・アラルキル樹脂(三
井化学株式会社製商品名ミレックスXL−225)90
0gを投入し120℃に加熱した。次いで、窒素ガス気
流下、トリフェニルホスフィンと1、4−ベンゾキノン
の付加反応物(TPPB1)100gを配合し、20分
間撹拌後バットに取り出して、溶融混合物(p−1)を
得た。この溶融混合物の軟化点は73.2℃、溶融粘度
(150℃)は2.2ポイズであり、合成例1に比較し
て溶融粘度の上昇幅及び軟化点の上昇幅が小さかった。
得られた溶融混合物p−1の31P−NMRスペクトル
(測定溶媒:重メタノール/重DMSO(容量比1/
1))を図6に示す。35〜40ppmの共鳴シグナル
は1つであった。
【0041】実施例1〜8、比較例1〜16 エポキシ樹脂としてはエポキシ当量196、融点106
℃のビフェニル骨格型エポキシ樹脂(油化シェルエポキ
シ株式会社製商品名YX−4000H)、エポキシ当量
192、融点79℃のジフェニルメタン骨格型エポキシ
樹脂(新日鐡化学株式会社製商品名ESLV−80X
Y)、エポキシ当量196、軟化点65℃のオルソクレ
ゾールノボラックエポキシ樹脂(住友化学工業株式会社
製商品名ESCN190−2)、エポキシ当量393、
軟化点80℃、臭素含有量48重量%の臭素化ビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂、硬化剤としては水酸基当量1
76、軟化点70℃のフェノール・アラルキル樹脂(三
井化学株式会社製商品名ミレックスXL−225)、水
酸基当量199、軟化点89℃のビフェニル骨格型フェ
ノールノボラック樹脂(明和化成株式会社製商品名ME
H−7851)、水酸基当量106、軟化点64℃のフ
ェノールノボラック樹脂(明和化成株式会社製商品名H
−4)、水酸基当量178、軟化点74℃のキシリレン
変性ナフトール樹脂(新日鉄化学株式会社製商品名SN
−170)、変性樹脂としては上記合成例で得たc−
1、c−2、c−3、c−4、c−5、比較例の硬化促
進剤としてはトリフェニルホスフィン(TPP)、ジフ
ェニル(p−トリル)ホスフィン(DTP)、トリス
(p−トリル)ホスフィン(TPTP)、トリフェニル
ホスフィンと1,4−ベンゾキノンの付加反応物(TP
PB1)、ジフェニル(p−トリル)ホスフィンと1,
4−ベンゾキノンの付加反応物(DTPB1)、トリス
(p−トリル)ホスフィンと1,4−ベンゾキノンの付
加反応物(TPTPB1)及び比較合成例で得た溶融混
合物p−1、無機充填剤としては溶融石英粉を用い、そ
の他の添加成分としては、カップリング剤としてγ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、カルナバワッ
クス、三酸化アンチモン、カーボンブラックを、表1及
び表2に示す重量比で配合し、混練温度80〜90℃、
混練時間15分の条件でロール混練を行い、実施例1〜
8及び比較例1〜16のエポキシ樹脂組成物を得た。
【0042】
【表1】
【0043】
【表2】
【0044】実施例、比較例で得られたエポキシ樹脂組
成物について、次の(1)〜(6)の各種特性試験を行
った。結果を表3及び表4に示す。 (1)スパイラルフロー EEMI1−66に準じて、180℃、7MPa、90
秒の条件で成形したときの流動長さ(インチ)を測定し
た。 (2)熱時硬度(ショアD) 180℃、7MPa、90秒の条件で成形した直後の試
験片(50mmφ×3mmt)のショアD硬度を測定し
た。 (3)吸湿時熱時硬度(ショアD) 25℃/50%RHの条件で72時間放置後の樹脂組成
物を用いて上記(2)と同様に熱時硬度を測定した。 (4)内部ボイド発生量 180℃、7MPa、90秒の条件で成形した8×10
(mm)の素子を搭載した80ピン、外形14×20×
2t(mm)のQFPパッケージ(シリコンチップとリ
ードフレームを繋ぐ金線の平均長さは6mm)を軟X線
透視装置で観察して、0.1mmφ以上の大きさのボイ
ド数をカウントした。 (5)バリ長さ EMMI規格に準じた金型を使用して180℃、7MP
a、90秒の条件で、2mm、5mm、10mm、20
mm、30mmの各スリット厚のバリ長さを測定し、こ
れらの中で最大の値をバリ長さとした。 (6)耐湿性 線幅10μm、厚さ1μmのアルミ配線を施したTEG
チップを用いて作製したSOPパッケージ(18.3×
8.4×2.6mm、28ピン、42アロイフレーム)
を、175℃で5時間アフタキュア後、85℃/85%
RHで72時間加湿した。次いで215℃/90秒VP
Sリフロー処理を行い、所定時間2気圧PCT処理を行
いアルミ配線腐食による断線不良を調べ、不良パッケー
ジ数/測定パッケージ数で評価した。
【0045】
【表3】
【0046】
【表4】
【0047】同じベース樹脂を使用した実施例と比較例
を対比すると、トリフェニルホスフィンと1,4−ベン
ゾキノンを原料とする変性樹脂c−1、c−4を使用し
た実施例1、4、6は、トリフェニルホスフィンのみを
使用した比較例1、7、11と比較して流動性が優れ、
トリフェニルホスフィンと1,4−ベンゾキノンの付加
反応物を用いた比較例3、8、12と比較して流動性及
び吸湿時熱時硬度の点で優れ、トリフェニルホスフィン
と1,4−ベンゾキノンの付加反応物をフェノール樹脂
中で溶融混合した溶融混合物p−1を使用した比較例1
5に比較して、流動性及びボイド発生数の点で優れてい
た。ジフェニル(p−トリル)ホスフィンと1,4−ベ
ンゾキノンを原料とする変性樹脂c−2、c−3を使用
した実施例2、3、5は、ジフェニル(p−トリル)ホ
スフィンのみを使用した比較例2、5、9と比較して流
動性が優れ、ジフェニル(p−トリル)ホスフィンと
1,4−ベンゾキノンの付加反応物を用いた比較例4、
6、10と比較して流動性及び吸湿時熱時硬度の点で優
れていた。トリス(p−トリル)ホスフィンと1,4−
ベンゾキノンを原料とする変性樹脂c−5を使用した実
施例7、8は、トリス(p−トリル)ホスフィンのみを
使用した比較例13と比較して流動性が優れ、トリス
(p−トリル)ホスフィンと1,4−ベンゾキノンの付
加反応物を用いた比較例14、16と比較して流動性の
点で優れていた。また、本発明の変性樹脂を使用した実
施例1〜8は、変性樹脂のかわりに有機第3ホスフィン
を使用した比較例1、2、5、9、11や、有機第3ホ
スフィンと1,4−ベンゾキノンの付加反応物を使用し
た比較例14、16と比較してボイド発生レベルが著し
く低かった。さらに、本発明の実施例1〜8は比較例に
比べてバリ長さが小さく、耐湿性の点で優れていた。
【0048】
【発明の効果】実施例で示したように、フェノール樹
脂、有機第3ホスフィン及びキノン化合物を反応させて
得られた変性樹脂を用いたエポキシ樹脂組成物は、バ
リ、ボイドの発生がなく、流動性、吸湿時の硬化性に優
れ、耐湿性にも優れることから特に半導体の封止用途に
好適に用いられ、その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】合成例1で得られた変性樹脂c−1の31P−N
MRスペクトルである。
【図2】合成例2で得られた変性樹脂c−2の31P−N
MRスペクトルである。
【図3】合成例3で得られた変性樹脂c−3の31P−N
MRスペクトルである。
【図4】合成例4で得られた変性樹脂c−4の31P−N
MRスペクトルである。
【図5】合成例5で得られた変性樹脂c−5の31P−N
MRスペクトルである。
【図6】比較合成例で得られた溶融混合物p−1の31
−NMRスペクトルである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/31

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)1分子中に2個以上のエポキシ基を
    有するエポキシ樹脂、(B)1分子中に2個以上のフェ
    ノール性水酸基を有するフェノール樹脂、(C)フェノ
    ール樹脂、有機第3ホスフィン及びキノン化合物を反応
    させて得られる変性樹脂、を必須成分として含有するエ
    ポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】(C)成分で用いられるフェノール樹脂の
    軟化点が150℃以下であることを特徴とする請求項1
    記載のエポキシ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】(C)成分の変性樹脂が、50℃〜200
    ℃の温度範囲で製造されることを特徴とする請求項1又
    は請求項2記載のエポキシ樹脂組成物。
  4. 【請求項4】(C)成分で用いられる有機第3ホスフィ
    ンが下記一般式(I)で表わされることを特徴とする請
    求項1〜請求項3各項記載のいずれかのエポキシ樹脂組
    成物。 【化1】 (ここで、式中各3個のR1及びR2は全て同一でも異な
    っていてもよく、水素、炭素数1〜6のアルキル基及び
    炭素数1〜6のアルコキシル基から選ばれる。)
  5. 【請求項5】上記一般式(I)で表わされる有機第3ホ
    スフィンの各3個のR1及びR2が全て水素であることを
    特徴とする請求項4記載のエポキシ樹脂組成物。
  6. 【請求項6】上記一般式(I)で表わされる有機第3ホ
    スフィンの3個のR1が水素、メチル基及びメトキシ基
    から選ばれ、3個のR2が全て水素であることを特徴と
    する請求項4記載のエポキシ樹脂組成物。
  7. 【請求項7】(C)成分で用いられるフェノール樹脂の
    150℃における溶融粘度が2ポイズ以下であることを
    特徴とする請求項1〜請求項6各項記載のいずれかのエ
    ポキシ樹脂組成物。
  8. 【請求項8】(C)成分で用いられるフェノール樹脂の
    水酸基当量が250g/eq以下であることを特徴とす
    る請求項1〜請求項7各項記載のいずれかのエポキシ樹
    脂組成物。
  9. 【請求項9】(C)成分で用いられるキノン化合物が、
    1,4−ベンゾキノンであることを特徴とする請求項1
    〜請求項8各項記載のいずれかのエポキシ樹脂組成物。
  10. 【請求項10】(C)成分の変性樹脂が、31P−NMR
    において35〜40ppmに少なくとも2つの共鳴シグ
    ナルを有することを特徴とする請求項1〜請求項9各項
    記載のいずれかのエポキシ樹脂組成物。
  11. 【請求項11】(C)成分の変性樹脂の31P−NMRに
    おける15ppm以下の共鳴シグナルが10面積%以下
    で、かつ、45ppm以上の共鳴シグナルが10面積%
    以下であることを特徴とする請求項10記載のエポキシ
    樹脂組成物。
  12. 【請求項12】(C)成分の変性樹脂の31P−NMRに
    おける15ppm以下の共鳴シグナルと45ppm以上
    の共鳴シグナルとの面積和が10面積%以下であること
    を特徴とする請求項11記載のエポキシ樹脂組成物。
  13. 【請求項13】組成物全体に対して55体積%以上の無
    機充填剤(D)をさらに含有することを特徴とする請求
    項1〜請求項12各項記載のいずれかのエポキシ樹脂組
    成物。
  14. 【請求項14】エポキシ樹脂(A)のエポキシ基とフェ
    ノール樹脂(B)のフェノール性水酸基との当量比
    ((B)/(A))が0.5〜2である請求項1〜請求
    項13各項記載のいずれかのエポキシ樹脂組成物。
  15. 【請求項15】(A)成分が下記一般式(II)及び/又
    は(III)のエポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求
    項1〜請求項14各項記載のいずれかのエポキシ樹脂組
    成物。 【化2】 (ここで、式中各4個のR3、R4は全て同一でも異なっ
    ていてもよく、水素またはメチル基を示す。)
  16. 【請求項16】(B)成分が下記一般式(IV)、(V)
    及び(VI)で示されるフェノール樹脂の少なくともいず
    れかを含むことを特徴とする請求項1〜請求項15各項
    記載のいずれかのエポキシ樹脂組成物。 【化3】 (ここで、X、Y、Zは0〜10を示す。)
  17. 【請求項17】(C)成分の変性樹脂が、フェノール樹
    脂を加熱溶融させる第一のステップと、溶融状態のフェ
    ノール樹脂に有機第3ホスフィンを溶解させる第二のス
    テップと、フェノール樹脂と有機第3ホスフィンとの溶
    融混合物にキノン化合物を添加して50℃〜200℃で
    反応させる第三のステップからなる方法で製造されるこ
    とを特徴とする請求項1〜請求項16各項記載のいずれ
    かのエポキシ樹脂組成物。
  18. 【請求項18】第二のステップ及び第三のステップが窒
    素気流下又は窒素雰囲気下で行われることを特徴とする
    請求項17記載のエポキシ樹脂組成物。
  19. 【請求項19】請求項1〜請求項18各項記載のいずれ
    かのエポキシ樹脂組成物により封止された素子を備える
    電子部品装置。
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