JP2001151867A - 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ノンハロゲン、ノンアンチモンで難燃性が良好
で、かつ、流動性、接着性等の成形性、低吸湿性に優れ
た封止用エポキシ樹脂材料、及びこれにより封止した素
子を備えた電子部品装置を提供する。 【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、
（Ｃ）下記一般式（Ｉ）で示される環状ホスファゼン化
合物、及び（Ｄ）無機充填剤を必須成分とし、（Ｃ）成
分の配合量が無機充填剤（Ｄ）を除く配合成分の合計量
に対して燐原子の量が０．５〜５重量％となる量で、
（Ｄ）成分の配合量が封止用エポキシ樹脂成形材料に対
して７０重量％以上である封止用エポキシ樹脂成形材
料、及びこの封止用エポキシ樹脂成形材料により封止さ
れた素子を備えた電子部品装置。 【化１】 （ここで、Ｘ¹〜Ｘ⁶のいずれか１又は２は水酸基でそれ
以外は水素原子である。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐湿性、耐リフロ
ー性、高温放置特性等の厳しい信頼性を要求されるＶＬ
ＳＩの封止用に特に好適な、環境対応の観点から要求さ
れるノンハロゲン、ノンアンチモンの封止用エポキシ樹
脂成形材料、及びこの封止用エポキシ樹脂成形材料で封
止した素子を備えた電子部品装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、トランジスタ、ＩＣ等の電子
部品装置の素子封止の分野では生産性、コスト等の面か
ら樹脂封止が主流となり、エポキシ樹脂成形材料が広く
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
接着性などの諸特性にバランスがとれているためであ
る。これらのエポキシ樹脂成形材料の難燃化は主にテト
ラブロモビスフェノールＡのジグリシジルエーテル等の
ブロム化樹脂と酸化アンチモンの組合せにより行われて
いる。近年、環境保護の観点からダイオキシン問題に端
を発し、デカブロムをはじめとするハロゲン化樹脂やア
ンチモン化合物に量規制の動きがあり、封止用エポキシ
樹脂成形材料についてもノンハロゲン化（ノンブロム
化）、ノンアンチモン化の要求が出てきている。また、
プラスチック封止ＩＣの高温放置特性にブロムイオンが
悪影響を及ぼすことが知られており、この観点からもブ
ロム化樹脂量の低減が望まれている。そこで、ブロム化
樹脂や酸化アンチモンを用いずに難燃化を達成する手法
としては、赤燐を用いる方法（特開平９−２２７７６５
号公報）、燐酸エステル化合物を用いる方法（特開平９
−２３５４４９号公報）、金属水酸化物を用いる方法
（特開平９−２４１４８３号公報）、金属水酸化物と金
属酸化物を併用する方法（特開平９−１００３３７号公
報）等のハロゲン、アンチモン以外の難燃剤を用いる方
法、充填剤の割合を高くする方法（特開平７−８２３４
３号公報）等が試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、封止用
エポキシ樹脂成形材料に赤燐を用いた場合は耐湿信頼性
の低下や赤燐の打撃発火性に起因する安全性の問題、燐
酸エステル化合物を用いた場合は可塑化による成形性の
低下や耐湿信頼性の低下の問題、金属水酸化物や金属酸
化物を用いた場合や、充填剤の割合を高くした場合は流
動性の低下の問題がそれぞれあり、また、いずれの場合
も接着性の低下や吸湿性の低下によって、ブロム化樹脂
と酸化アンチモンを併用した封止用エポキシ樹脂成形材
料と同等の成形性、信頼性を得るに至っていない。本発
明はかかる状況に鑑みなされたもので、ノンハロゲン、
ノンアンチモンで難燃性が良好で、かつ、流動性、接着
性等の成形性、低吸湿性に優れた封止用エポキシ樹脂材
料、及びこれにより封止した素子を備えた電子部品装置
を提供しようとするものである。

【０００４】

【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、難燃剤として特
定の環状ホスファゼン化合物を特定量配合した封止用エ
ポキシ樹脂成形材料により上記の目的を達成し得ること
を見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００５】すなわち、本発明は、（１）（Ａ）エポキ
シ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）下記一般式（Ｉ）で示さ
れる環状ホスファゼン化合物、及び（Ｄ）無機充填剤を
必須成分とし、（Ｃ）成分の配合量が無機充填剤（Ｄ）
を除く配合成分の合計量に対して燐原子の量が０．５〜
５重量％となる量で、（Ｄ）成分の配合量が封止用エポ
キシ樹脂成形材料に対して７０重量％以上である封止用
エポキシ樹脂成形材料、及び

【化３】 （ここで、Ｘ¹〜Ｘ⁶のいずれか１又は２は水酸基でそれ
以外は水素原子である。） （２）（Ｃ）成分が下記一般式（II）〜（Ｖ）で示され
る環状ホスファゼン化合物から選ばれる少なくとも一種
である上記（１）記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
並びに

【化４】 （３）上記（１）又は（２）記載の封止用エポキシ樹脂
成形材料により封止された素子を備えた電子部品装置、
に関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において用いられる（Ａ）
成分のエポキシ樹脂は、封止用エポキシ樹脂成形材料に
一般に使用されているもので特に制限はないが、例え
ば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂をはじめとするフェノ
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基を
有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得
られるノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェ
ノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、アル
キル置換又は非置換のビフェノール等のジグリシジルエ
ーテル、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型
エポキシ樹脂、フタル酸、ダイマー酸等の多塩基酸とエ
ピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルエス
テル型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン、イソ
シアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンの反応
により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ジシ
クロペンタジエンとフェノ−ル類の共縮合樹脂のエポキ
シ化物、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、ナフトー
ルアラルキル樹脂のエポキシ化物、トリメチロールプロ
パン型エポキシ樹脂、テルペン変性エポキシ樹脂、オレ
フィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂
肪族エポキシ樹脂、及び脂環族エポキシ樹脂などが挙げ
られ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて
用いてもよい。

【０００７】中でも接着性、低吸湿性の観点からは、下
記一般式（VI）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂が
好ましい。

【化５】 （ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁴は水素原子及び炭素数１〜１０の置
換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが同
一でも異なっていてもよい。ｎは０〜３の整数を示
す。） 上記一般式（Ｉ）で示されるビフェニル型エポキシ樹脂
としては、例えば、４，４’−ビス（２，３−エポキシ
プロポキシ）ビフェニル又は４，４’−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−３，３’，５，５’−テトラメ
チルビフェニルを主成分とするエポキシ樹脂、エピクロ
ルヒドリンと４，４’−ビフェノール又は４，４’−
（３，３’，５，５’−テトラメチル）ビフェノールと
を反応させて得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。中
でも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を主成分
とするエポキシ樹脂が好ましい。このビフェニル型エポ
キシ樹脂を使用する場合、その配合量は、その性能を発
揮するためにエポキシ樹脂全量に対して３０重量％以上
とすることが好ましく、５０重量％以上がより好まし
く、６０重量％以上がさらに好ましい。

【０００８】本発明において用いられる（Ｂ）成分の硬
化剤は、封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用され
ているもので特に制限はないが、例えば、フェノール、
クレゾール、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、フェニルフェノール、アミノフ
ェノール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等のアルデヒド基を有する化合
物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られる樹
脂、フェノール類及び／又はナフトール類とジメトキシ
パラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルか
ら合成されるフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール
・アラルキル樹脂などが挙げられ、これらを単独で用い
ても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【０００９】中でも低吸湿性の観点からは、下記一般式
（VII）で示されるフェノール・アラルキル樹脂が好ま
しく、Ｒが水素原子で、ｎの平均値が０〜８であるフェ
ノール・アラルキル樹脂がより好ましく、具体例として
は、ｐ−キシリレン型ザイロック、ｍ−キシリレン型ザ
イロック等が挙げられる。このフェノール・アラルキル
樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮する
ために硬化剤全量に対して３０重量％以上とすることが
好ましく、５０重量％以上がより好ましく、６０重量％
以上がさらに好ましい。

【化６】 （ここで、Ｒは水素原子及び炭素数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０〜１０の
整数を示す。）

【００１０】（Ａ）成分のエポキシ樹脂と（Ｂ）成分の
硬化剤との当量比、すなわち、エポキシ樹脂中のエポキ
シ基数／硬化剤中の水酸基数の比は、特に制限はない
が、それぞれの未反応分を少なく抑えるために０．５〜
２の範囲に設定されることが好ましく、０．６〜１．３
がより好ましい。成形性に優れる封止用エポキシ樹脂成
形材料を得るためには０．８〜１．２の範囲に設定され
ることがさらに好ましい。

【００１１】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、エポキシ樹脂（Ａ）と硬化剤（Ｂ）との硬化反応を
促進する硬化促進剤を必要に応じて使用することができ
る。この硬化促進剤としては、封止用エポキシ樹脂成形
材料に一般に使用されているもので特に制限はないが、
例えば、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウン
デセン−７、１，５−ジアザ−ビシクロ（４，３，０）
ノネン、５、６−ジブチルアミノ−１，８−ジアザ−ビ
シクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のシクロアミジ
ン化合物及びこれらの化合物に無水マレイン酸、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、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３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等のイ
ミダゾール類及びこれらの誘導体、トリブチルホスフィ
ン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフ
ィン、トリス（４−メチルフェニル）ホスフィン、ジフ
ェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の有機ホスフ
ィン類及びこれらのホスフィン類に無水マレイン酸、上
記キノン化合物、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
有するリン化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラ
フェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェ
ニルボレート、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及びこれら
の誘導体などが挙げられ、これらを単独で用いても２種
以上を組み合わせて用いてもよい。硬化促進剤の配合量
は、硬化促進効果が達成される量であれば特に制限され
るものではないが、封止用エポキシ樹脂成形材料に対し
て０．００５〜２重量％が好ましく、より好ましくは
０．０１〜０．５重量％である。０．００５重量％未満
では短時間での硬化性に劣る傾向があり、２重量％を超
えると硬化速度が速すぎて良好な成形品を得ることが困
難になる傾向がある。

【００１２】本発明において難燃剤として用いられる
（Ｃ）成分の環状ホスファゼン化合物は、下記一般式
（Ｉ）で示される化合物である。

【化７】 （ここで、Ｘ¹〜Ｘ⁶のいずれか１又は２は水酸基でそれ
以外は水素原子である。）

【００１３】上記一般式（Ｉ）で示される（Ｃ）成分の
環状ホスファゼン化合物としては、例えば、下記一般式
（II）〜（Ｖ）で示される化合物等が挙げられ、これら
を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよ
い。

【化８】

【００１４】環状ホスファゼン化合物（Ｃ）の配合量
は、無機充填剤（Ｄ）を除く配合成分の合計量に対して
燐原子の量が０．５〜５重量％となる量であることが必
要で、１．０〜３．０重量％が好ましい。０．５重量％
未満では難燃効果が発揮されず、５重量％を超えると耐
湿性が低下する。

【００１５】燐化合物と窒素化合物の併用が難燃化に効
果的であることは一般に知られているが、本発明におい
ては優れた信頼性を発揮できる封止用エポキシ樹脂成形
材料の難燃剤成分として、燐原子と窒素原子の双方を構
造中に含む（Ｃ）成分の環状ホスファゼン化合物を用い
るものである。

【００１６】本発明において用いられる（Ｄ）成分の無
機充填剤は、吸湿性、線膨張係数低減、熱伝導性向上及
び強度向上のために成形材料に配合されるものであり、
例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコ
ン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウ
ム、炭化珪素、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、チタニア等の粉体、又
はこれらを球形化したビーズ、ガラス繊維などが挙げら
れる。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、モリ
ブデン酸亜鉛等が挙げられる。これらの無機充填剤は単
独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。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
く、充填剤形状は成形時の流動性及び金型摩耗性の点か
ら球形が好ましい。無機質充填剤（Ｄ）の配合量は、成
形性、吸湿性、線膨張係数の低減及び強度向上の観点か
ら、封止用エポキシ樹脂成形材料に対して７０重量％以
上であることが必要で、８０〜９５重量％が好ましく、
８７〜９２重量％がより好ましい。

【００１７】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、本発明の効果が達成できる範囲で、（Ｃ）成分の環
状ホスファゼン化合物以外に、従来公知のノンハロゲ
ン、ノンアンチモンの難燃剤を併用することができる。
例えば、赤燐、シアヌル酸誘導体、イソシアヌル酸誘導
体等の窒素含有化合物、シクロホスファゼン等の燐及び
窒素含有化合物、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化モリブデン、
フェロセン等の金属化合物などが挙げられる。

【００１８】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、樹脂成分と無機充填剤との接着性を高めるために、
必要に応じて、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
合物等の公知のカップリング剤を添加することができ
る。これらを例示すると、ビニルトリクロロシラン、ビ
ニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシ
エトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシ
ル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、γ-アニリノプロピル
トリメトキシシラン、γ-アニリノプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−［ビス（β−ヒドロキシエチル）］
アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノ
エチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−（β−アミノエチル）アミノプロピルジメトキシメチ
ルシラン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレ
ンジアミン、Ｎ−（ジメトキシメチルシリルイソプロピ
ル）エチレンジアミン、メチルトリメトキシシラン、ジ
メチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、
Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピル
トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニルト
リメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメ
トキシシラン等のシラン系カップリング剤、イソプロピ
ルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ
ス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソ
プロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタ
ネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイ
ト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチ
ル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチ
タネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキ
シアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホス
フェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオク
タノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソス
テアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベン
ゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロ
イルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオク
チルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミ
ルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス（ジオ
クチルホスファイト）チタネート等のチタネート系カッ
プリング剤などが挙げられ、これらを単独で用いても２
種以上を組み合わせて用いてもよい。上記カップリング
剤の配合量は、（Ｄ）成分の無機充填剤に対して０．０
５〜５重量％であることが好ましく、０．１〜２．５重
量％がより好ましい。０．０５重量％未満ではフレーム
との接着性が低下する傾向があり、５重量％を超えると
パッケージの成形性が低下する傾向がある。

【００１９】また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材
料には、ＩＣ等の半導体素子の耐湿性、高温放置特性を
向上させる観点から陰イオン交換体を添加することもで
きる。陰イオン交換体としては特に制限はなく、従来公
知のものを用いることができるが、例えば、ハイドロタ
ルサイト類や、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
等が挙げられ、これらを単独又は２種以上を組み合わせ
て用いることができる。中でも、下記一般式（VIII）で
示されるハイドロタルサイトが好ましい。

【化９】 Ｍｇ_1-XＡｌ_X（ＯＨ）₂（ＣＯ₃）_X/2・ｍＨ₂Ｏ ……（VIII） （０＜Ｘ≦０.５、ｍは正の整数）

【００２０】さらに、本発明の封止用エポキシ樹脂成形
材料には、その他の添加剤として、高級脂肪酸、高級脂
肪酸金属塩、エステル系ワックス、ポリオレフィン系ワ
ックス、ポリエチレン、酸化ポリエチレン等の離型剤、
カーボンブラック等の着色剤、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。

【００２１】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、
各種原材料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、
所定の配合量の原材料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。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。

【００２２】本発明で得られる封止用エポキシ樹脂成形
材料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、配線済みのテープキャリア、配線
板、ガラス、シリコンウエハ等の支持部材に、半導体チ
ップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の能動
素子、コンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子等の素
子を搭載し、必要な部分を本発明の封止用エポキシ樹脂
成形材料で封止した、電子部品装置などが挙げられる。
このような電子部品装置としては、例えば、リードフレ
ーム上に半導体素子を固定し、ボンディングパッド等の
素子の端子部とリード部をワイヤボンディングやバンプ
で接続した後、本発明の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、ＤＩ
Ｐ（DualInline Package）、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded
Chip Carrier）、ＱＦＰ（QuadFlat Package）、ＳＯ
Ｐ（Small Outline Package）、ＳＯＪ（Small Outline
J-lead package）、ＴＳＯＰ（Thin Small Outline Pac
kage）、ＴＱＦＰ（ThinQuad Flat Package）等の一般
的な樹脂封止型ＩＣ、テープキャリアにバンプで接続し
た半導体チップを、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材
料で封止したＴＣＰ（Tape Carrier Package）、配線板
やガラス上に形成した配線に、ワイヤーボンディング、
フリップチップボンディング、はんだ等で接続した半導
体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の
能動素子及び／又はコンデンサ、抵抗体、コイル等の受
動素子を、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止
したＣＯＢ（Chip On Board）モジュール、ハイブリッ
ドＩＣ、マルチチップモジュール、配線板接続用の端子
を形成した有機基板に素子を搭載し、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、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で
素子を封止したＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＣＳＰ（C
hip Size Package）などが挙げられる。また、プリント
回路板にも本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は有効
に使用できる。

【００２３】本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料を用
いて素子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。

【００２４】

【実施例】次に実施例により本発明を説明するが、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。

【００２５】合成例１（環状ホスファゼン化合物１の合
成） 撹拌装置及び還流管を装備した４つ口フラスコに、フェ
ノール２０．３ｇ、炭酸セシウム４０ｇ、アセトン４０
０ｍｌを投入して均一になるまで攪拌した。ヘキサクロ
ロトリホスファゼン（以下ＨＣＰと省略）１５ｇをアセ
トン３００ｇに溶解させて滴下し、窒素雰囲気アセトン
還流下で１０時間反応させた。その後パラメトキシフェ
ノール１０．８ｇを加え、窒素雰囲気アセトン還流下で
１０時間反応させた。反応混合物中の炭酸セシウムをろ
過して除き、ろ液のアセトンをエバポレータで濃縮した
後、水に再沈殿した。水で５回洗浄し、乾燥して水酸基
をメトキシ基で保護された化合物を得た。メトキシ基の
脱保護は以下のように行った。上記化合物０．１モルを
塩化カルシウム管、撹拌装置を装備した４つ口フラスコ
に入れ、トルエン５００ｍｌを加えて均一になるまで攪
拌した。三臭化ホウ素１モルを加え、室温で２４時間攪
拌した。その後水を加えて２時間攪拌した。水層をデカ
ンテーションで取り除き、トルエンをエバポレータで除
去した。その後、希塩酸で洗浄し、水で５回洗浄した。
乾燥して、下記一般式（II）で示される環状ホスファゼ
ン化合物１を得た。無水酢酸−ピリジン法で測定した水
酸基当量は５６８であった。

【化１０】

【００２６】合成例２（環状ホスファゼン化合物２の合
成） 撹拌装置及び還流管を装備した４つ口フラスコに、フェ
ノール２０．３ｇ、炭酸セシウム４０ｇ、アセトン４０
０ｇを投入して均一になるまで攪拌した。ＨＣＰ１５ｇ
をアセトン３００ｇに溶解させて滴下し、窒素雰囲気ア
セトン還流下で１０時間反応させた。その後レゾルシノ
ール２０ｇを加え、窒素雰囲気アセトン還流下で１０時
間反応させた。反応混合物中の炭酸セシウムをろ過して
除き、ろ液のアセトンをエバポレータで濃縮した後、水
に再沈殿した。水で５回洗浄し、乾燥して下記一般式
（III）で示される環状ホスファゼン化合物２を得た。
無水酢酸−ピリジン法で測定した水酸基当量は５３３で
あった。

【化１１】

【００２７】合成例３（環状ホスファゼン化合物３の合
成） 撹拌装置及び還流管を装備した４つ口フラスコに、フェ
ノール３２．４ｇ、炭酸セシウム８５ｇ、アセトン５０
０ｍｌを投入して均一になるまで攪拌した。ＨＣＰ３０
ｇをアセトン３００ｇに溶解させて滴下し、窒素雰囲気
アセトン還流下で１０時間反応させた。その後パラメト
キシフェノール３３．２ｇを加え、窒素雰囲気アセトン
還流下で１０時間反応させた。反応混合物中の炭酸セシ
ウムをろ過して除き、ろ液のアセトンをエバポレータで
濃縮した後、水に再沈殿した。水で５回洗浄し、乾燥し
て水酸基をメトキシ基で保護された化合物を得た。メト
キシ基の脱保護は合成例１と同様の方法で行い、下記一
般式（IV）で示される環状ホスファゼン化合物３を得
た。無水酢酸−ピリジン法で測定した水酸基当量は３６
７であった。

【化１２】

【００２８】合成例４（環状ホスファゼン化合物４の合
成） 撹拌装置及び還流管を装備した４つ口フラスコに、フェ
ノール３２．４ｇ、炭酸セシウム８５ｇ、アセトン５０
０ｇを投入して均一になるまで攪拌した。ＨＣＰ３０ｇ
をアセトン３００ｇに溶解させて滴下し、窒素雰囲気ア
セトン還流下で１０時間反応させた。その後レゾルシノ
ール４７．３ｇを加え、窒素雰囲気アセトン還流下で１
０時間反応させた。反応混合物中の炭酸セシウムをろ過
して除き、ろ液のアセトンをエバポレータで濃縮した
後、水に再沈殿した。水で５回洗浄し、乾燥して下記一
般式（Ｖ）で示される環状ホスファゼン化合物４を得
た。無水酢酸−ピリジン法で測定した水酸基当量は５３
８であった。

【化１３】

【００２９】実施例１〜１４、比較例１〜４ エポキシ樹脂としてエポキシ当量１９６、融点１０６℃
のビフェニル型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ株式
会社製商品名エピコートＹＸ−４０００Ｈ）、及びエポ
キシ当量２００、軟化点６７℃のｏ−クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂（住友化学工業株式会社製商品名Ｅ
ＳＣＮ−１９０−２）、硬化剤として軟化点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）、硬化促進剤としてトリフェ
ニルホスフィン、無機充填剤として平均粒径１７．５μ
ｍ、比表面積１．５ｍ²／ｇの溶融シリカ、難燃剤とし
て上記合成例１〜４で得られた環状ホスファゼン化合物
１〜４のいずれか、三酸化アンチモン及びエポキシ当量
３９３、軟化点８０℃、臭素含量４８重量％のビスフェ
ノールＡ型ブロム化エポキシ樹脂（住友化学工業株式会
社製商品名ＥＳＢ−４００Ｔ）、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（エポキ
シシラン）、その他の添加剤としてカルナバワックス
（クラリアント社製）、ポリエチレンワックス（クラリ
アント社製商品名ＰＥＤ１９１）、及びカーボンブラッ
ク（三菱化学株式会社製商品名ＭＡ−１００）をそれぞ
れ表１及び表２に示す重量部で配合し、混練温度８０
℃、混練時間１０分の条件でロール混練を行い、実施例
１〜１４及び比較例１〜４の封止用エポキシ樹脂成形材
料を作製した。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】作製した実施例及び比較例の封止用エポキ
シ樹脂成形材料を、次の各試験により評価した。 （１）スパイラルフロー（流動性の指標） ＡＳＴＭ Ｄ３１３３に準拠し、１８０±３℃、６．９
±０.１７ＭＰａ、９０秒の条件で、封止用エポキシ樹
脂成形材料を成形し、流動距離（ｃｍ）を求めた。 （２）ゲルタイム ＪＳＲ製キュラストメータを用い、試料３ｇ、温度１８
０±３℃で、トルク曲線の立ち上がりまでの時間（ｓ）
を測定した。 （３）ガラス転移点（Ｔｇ）、線膨張係数（α１、α
２） 熱機械分析装置（理学電気株式会社製商品名ＴＭＡ−８
１４１ＢＳ、ＴＡＳ−１００）により、１９ｍｍ×４ｍ
ｍ×４ｍｍの試験片を用いて、昇温速度５℃／ｍｉｎの
条件で測定を行った。線膨張曲線の屈曲点からガラス転
移温度（Ｔｇ、単位：℃）を求め、Ｔｇ以下の傾きから
ガラス領域の線膨張係数α１を、Ｔｇ以上の傾きからゴ
ム領域の線膨張係数α２を求めた。 （４）アルミニウムピール強度（接着性の指標） アルミニウムピール試験用金型を用いて、３０μｍ厚の
アルミ箔上に１００ｍｍ×７０ｍｍ×３ｍｍの試験片を
１８０±３℃、９０秒、６．９±０.１７ＭＰａ、９０
秒の条件で成形し、東洋ボールドウィン株式会社製テン
シロンを用いて、ヘッドスピード３０ｍｍ／分の条件
で、１０ｍｍ幅のアルミ箔を垂直方向に引き剥がし、そ
の強度（ピール強さ：Ｎ／ｍ）を測定した。 （５）吸湿率 ＪＩＳ−Ｋ−６９１１に準拠した、直径５０ｍｍ、厚さ
３ｍｍの円板を成形し、８５℃、８５％ＲＨ、５００時
間の条件で吸湿を行い、重量増加量を吸水量として、吸
湿前後の重量変化率から吸湿率を求めた。 （６）難燃性（ＵＬ−９４試験） 厚さ１／１６インチの試験片を成形する金型を使用し、
トランスファプレスにて１８０±３℃、６．９±０．１
７ＭＰａ、９０秒の条件で封止用エポキシ樹脂成形材料
を成形し、その後１８０±５℃、５時間後硬化を行い、
ＵＬ−９４試験法に従って難燃性を評価した。評価結果
を表３及び表４に示す。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【表４】

【００３５】難燃剤として環状ホスファゼン化合物
（Ｃ）を用いたノンハロゲン、ノンアンチモンの実施例
１〜１４の封止用エポキシ樹脂成形材料は、流動性、接
着性等の成形性、低吸湿性に優れ、かつ、難燃性も全て
Ｖ−１レベル以上と良好である。特に環状ホスファゼン
化合物（Ｃ）を無機充填剤（Ｄ）を除く配合成分の合計
量に対して燐原子の量が１重量％以上となる量で配合し
た実施例は、難燃剤としてブロム化エポキシ樹脂、三酸
化アンチモンを用いた比較例１、２と同等のＶ−０レベ
ルの優れた難燃性を達成することが示される。これに対
して、環状ホスファゼン化合物（Ｃ）の配合量が本発明
の規定量に満たない比較例３はＵＬ−９４試験にてＶ−
１レベル未達の規格外で難燃性に劣り、環状ホスファゼ
ン化合物（Ｃ）の配合量が本発明の規定量を超える比較
例４は吸湿率が高く低吸湿性に劣っていた。

【００３６】

【発明の効果】本発明になる封止用エポキシ樹脂成形材
料は、実施例で示したようにノンハロゲン、ノンアンチ
モンで難燃化を達成でき、この封止用エポキシ樹脂成形
材料を用いてＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品を封止すれば成
形性が良好で、低吸湿性に優れた電子部品装置を得るこ
とができるので、その工業的価値は大である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 池沢 良一 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社総合研究所内 (72)発明者 萩原 伸介 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社総合研究所内 (72)発明者 天童 一良 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4J002 CC03X CD03W CD04W CD05W CD06W CD13W CD14W DA117 DE147 DE187 DE237 DJ007 DJ017 EW156 FD017 FD136 FD14X 4J036 AD08 AD21 AE05 AF05 AF06 AF07 AF08 AG07 AH15 AH18 FA01 FA02 FA05 FA06 FA12 FB07 JA07 4M109 AA01 CA21 EA02 EB07 EC01 EC05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、
   （Ｃ）下記一般式（Ｉ）で示される環状ホスファゼン化
   合物、及び（Ｄ）無機充填剤を必須成分とし、（Ｃ）成
   分の配合量が無機充填剤（Ｄ）を除く配合成分の合計量
   に対して燐原子の量が０．５〜５重量％となる量で、
   （Ｄ）成分の配合量が封止用エポキシ樹脂成形材料に対
   して７０重量％以上である封止用エポキシ樹脂成形材
   料。 【化１】 （ここで、Ｘ¹〜Ｘ⁶のいずれか１又は２は水酸基でそれ
   以外は水素原子である。）
2. 【請求項２】（Ｃ）成分が下記一般式（II）〜（Ｖ）で
   示される環状ホスファゼン化合物から選ばれる少なくと
   も一種である請求項１記載の封止用エポキシ樹脂成形材
   料。 【化２】
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２記載の封止用エポキ
   シ樹脂成形材料により封止された素子を備えた電子部品
   装置。