JP2002030200A - 難燃性エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体封止材料 - Google Patents
難燃性エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体封止材料Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハロゲン系化合物やリン系難燃剤を使用する
ことなしに優れた難燃性を有する難燃性エポキシ樹脂組
成物、およびそれを用いた半導体封止材料を提供する。 【解決手段】１分子内に少なくとも２個のエポキシ基を
有する未ハロゲン化エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤
（Ｂ）、水酸化物（Ｃ）、硝酸金属塩（Ｄ）を必須成分
とするエポキシ樹脂組成物であって、水酸化物（Ｃ）の
平均粒径が１〜０．０５μｍであることを特徴とするエ
ポキシ樹脂組成物、また、前記難燃性エポキシ樹脂組成
物と充填剤とで基本的に構成される半導体封止材料。
ことなしに優れた難燃性を有する難燃性エポキシ樹脂組
成物、およびそれを用いた半導体封止材料を提供する。 【解決手段】１分子内に少なくとも２個のエポキシ基を
有する未ハロゲン化エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤
（Ｂ）、水酸化物（Ｃ）、硝酸金属塩（Ｄ）を必須成分
とするエポキシ樹脂組成物であって、水酸化物（Ｃ）の
平均粒径が１〜０．０５μｍであることを特徴とするエ
ポキシ樹脂組成物、また、前記難燃性エポキシ樹脂組成
物と充填剤とで基本的に構成される半導体封止材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハロゲン系化合物
やリン系難燃剤を使用することなしに優れた難燃性を示
す、難燃性エポキシ樹脂組成物、およびそれを用いた半
導体封止材料に関するものである。
やリン系難燃剤を使用することなしに優れた難燃性を示
す、難燃性エポキシ樹脂組成物、およびそれを用いた半
導体封止材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体等の電子封止材料として、金属や
無機物との接着性が良いエポキシ樹脂組成物が用いられ
ているが、近年、火災に対する安全性を確保するため難
燃性が付与されている。エポキシ樹脂組成物の難燃化に
は、従来、臭素化エポキシ樹脂などのハロゲン系化合物
を用いるのが一般的であった。
無機物との接着性が良いエポキシ樹脂組成物が用いられ
ているが、近年、火災に対する安全性を確保するため難
燃性が付与されている。エポキシ樹脂組成物の難燃化に
は、従来、臭素化エポキシ樹脂などのハロゲン系化合物
を用いるのが一般的であった。
【０００３】これらのハロゲン系化合物は高度な難燃性
を有するが、芳香族臭素化合物は熱分解によって腐食性
の臭素や臭化水素を遊離するだけでなく、酸素存在下で
分解した場合には、毒性の高いポリベンゾフランや、ポ
リブロムジベンゾオキサシンを形成する可能性がある。
また臭素を含有する老朽廃材やゴミ処理はきわめて困難
である。
を有するが、芳香族臭素化合物は熱分解によって腐食性
の臭素や臭化水素を遊離するだけでなく、酸素存在下で
分解した場合には、毒性の高いポリベンゾフランや、ポ
リブロムジベンゾオキサシンを形成する可能性がある。
また臭素を含有する老朽廃材やゴミ処理はきわめて困難
である。
【０００４】このような理由からハロゲン系化合物に代
わる難燃剤として、特開平9-100337号公報には金属水酸
化物を用いた難燃技術が記載されている。しかしなが
ら、この方法で難燃性を発現させるには大量の（例えば
２０重量部％以上）水酸化物を使用せねばならず、硬化
性や流動性、電気的特性や信頼性を著しく劣化させると
いう欠点を生じた。
わる難燃剤として、特開平9-100337号公報には金属水酸
化物を用いた難燃技術が記載されている。しかしなが
ら、この方法で難燃性を発現させるには大量の（例えば
２０重量部％以上）水酸化物を使用せねばならず、硬化
性や流動性、電気的特性や信頼性を著しく劣化させると
いう欠点を生じた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ハロゲン系
化合物やリン系難燃剤を添加することなく、半導体装置
の特性を悪化させずに、且つ、高度な難燃性を有する難
燃性エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体封止
材料を提供するものである。
化合物やリン系難燃剤を添加することなく、半導体装置
の特性を悪化させずに、且つ、高度な難燃性を有する難
燃性エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体封止
材料を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、エポキシ
樹脂組成物として水酸化物と硝酸金属塩を用い、特に、
水酸化物について特定の粒径とすることで、少量の添加
で半導体封止材料としての信頼性を低下させることな
く、難燃性を著しく向上させることができることを見い
だし、本発明を完成するに至った。
樹脂組成物として水酸化物と硝酸金属塩を用い、特に、
水酸化物について特定の粒径とすることで、少量の添加
で半導体封止材料としての信頼性を低下させることな
く、難燃性を著しく向上させることができることを見い
だし、本発明を完成するに至った。
【０００７】即ち、本発明は、１分子内に少なくとも２
個のエポキシ基を有する未ハロゲン化エポキシ樹脂
（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、水酸化物（Ｃ）、硝酸金属塩
（Ｄ）を必須成分とするエポキシ樹脂組成物であって、
水酸化物（Ｃ）の平均粒径が１〜０．０５μｍであるこ
とを特徴とするエポキシ樹脂組成物であり、また、前記
難燃性エポキシ樹脂組成物と充填剤とで基本的に構成さ
れる半導体封止材料である。
個のエポキシ基を有する未ハロゲン化エポキシ樹脂
（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、水酸化物（Ｃ）、硝酸金属塩
（Ｄ）を必須成分とするエポキシ樹脂組成物であって、
水酸化物（Ｃ）の平均粒径が１〜０．０５μｍであるこ
とを特徴とするエポキシ樹脂組成物であり、また、前記
難燃性エポキシ樹脂組成物と充填剤とで基本的に構成さ
れる半導体封止材料である。
【０００８】前記難燃性エポキシ樹脂組成物において、
水酸化物（Ｃ）が、好ましくは、１種の金属原子を有す
る金属水酸化物、及び／または２種類以上の金属原子を
有する金属複水酸化物であり、更に好ましくは、金属水
酸化物が、水酸化アルミニウムで、金属複水酸化物が、
ホウ酸亜鉛であり、また、好ましい配合量としては、水
酸化物（Ｃ）と硝酸金属塩（Ｄ）との合計量が、難燃性
エポキシ樹脂組成物全体に対して、２〜８重量％の割合
で含んでなる難燃性エポキシ樹脂組成物である。
水酸化物（Ｃ）が、好ましくは、１種の金属原子を有す
る金属水酸化物、及び／または２種類以上の金属原子を
有する金属複水酸化物であり、更に好ましくは、金属水
酸化物が、水酸化アルミニウムで、金属複水酸化物が、
ホウ酸亜鉛であり、また、好ましい配合量としては、水
酸化物（Ｃ）と硝酸金属塩（Ｄ）との合計量が、難燃性
エポキシ樹脂組成物全体に対して、２〜８重量％の割合
で含んでなる難燃性エポキシ樹脂組成物である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の難燃性エポキシ樹脂組成
物、及びそれを用いた半導体封止材料は、ハロゲン化エ
ポキシ樹脂などのハロゲン系化合物やリン系難燃剤を使
用せず、平均粒径１〜０．０５μｍの水酸化物（Ｃ）と
硝酸金属塩とを少量の添加することによって、半導体装
置の特性を損なうことなく、難燃性を付与することを骨
子とする。
物、及びそれを用いた半導体封止材料は、ハロゲン化エ
ポキシ樹脂などのハロゲン系化合物やリン系難燃剤を使
用せず、平均粒径１〜０．０５μｍの水酸化物（Ｃ）と
硝酸金属塩とを少量の添加することによって、半導体装
置の特性を損なうことなく、難燃性を付与することを骨
子とする。
【００１０】本発明に用いる１分子内に少なくとも２個
のエポキシ基を有する未ハロゲン化エポキシ樹脂（Ａ）
としては、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、ビスフェノールS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、ナフタレン型エポキシ樹
脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、芳香族アミンおよび複
素環式窒素塩基から導かれるN-グリシジル化合物、例え
ば、N,N-ジグリシジルアニリン、 トリグリシジルイソ
シアヌレート、 N,N,N',N'-テトラグリシジル-ビス（p-
アミノフェニル）-メタン等が例示されるが、特に、こ
れらに限定されるものではない。これらは、何種類かを
併用して用いることもできる。
のエポキシ基を有する未ハロゲン化エポキシ樹脂（Ａ）
としては、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、ビスフェノールS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、ナフタレン型エポキシ樹
脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、芳香族アミンおよび複
素環式窒素塩基から導かれるN-グリシジル化合物、例え
ば、N,N-ジグリシジルアニリン、 トリグリシジルイソ
シアヌレート、 N,N,N',N'-テトラグリシジル-ビス（p-
アミノフェニル）-メタン等が例示されるが、特に、こ
れらに限定されるものではない。これらは、何種類かを
併用して用いることもできる。
【００１１】ただし、本発明が、ハロゲン系化合物を用
いない樹脂組成物を目的とする以上、臭素化ビスフェノ
ールAエポキシ樹脂や臭素化ノボラックエポキシ樹脂な
どの、ハロゲン化エポキシ樹脂は除外するが、エポキシ
樹脂の製造工程上、エピクロルヒドリンを起源とする通
常のエポキシ樹脂に含まれる塩素は、やむを得ず混入す
ることになる。ただしその量は当業者に公知のレベルで
あり、加水分解性塩素にて数百ppmのオーダーである。
いない樹脂組成物を目的とする以上、臭素化ビスフェノ
ールAエポキシ樹脂や臭素化ノボラックエポキシ樹脂な
どの、ハロゲン化エポキシ樹脂は除外するが、エポキシ
樹脂の製造工程上、エピクロルヒドリンを起源とする通
常のエポキシ樹脂に含まれる塩素は、やむを得ず混入す
ることになる。ただしその量は当業者に公知のレベルで
あり、加水分解性塩素にて数百ppmのオーダーである。
【００１２】本発明に用いる硬化剤（Ｂ）は、当業者に
おいて公知のものはすべて用いることができる。特にエ
チレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレ
ンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのC2〜C20の
直鎖脂肪族ジアミン、メタフェニレンジアミン、パラフ
ェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、4,4'-ジア
ミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミノジフェニルプロ
パン、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、4,4'-ジアミ
ノジフェニルスルホン、4,4'-ジアミノジシクロヘキサ
ン、ビス（4-アミノフェニル）フェニルメタン、1,5-ジ
アミノナフタレン、メタキシレンジアミン、パラキシレ
ンジアミン、1,1-ビス（4-アミノフェニル）シクロヘキ
サン、ジシアノジアミドなどのアミノ類、アニリン変性
レゾール樹脂やジメチルエーテルレゾール樹脂などのレ
ゾール型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、
クレゾールノボラック樹脂、tert-ブチルフェノールノ
ボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂などの
ノボラック型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレン
などのポリオキシスチレン、フェノールアラルキル樹脂
などのフェノール樹脂や酸無水物などが例示されるが、
特にこれらに限定されるものではない。
おいて公知のものはすべて用いることができる。特にエ
チレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレ
ンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのC2〜C20の
直鎖脂肪族ジアミン、メタフェニレンジアミン、パラフ
ェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、4,4'-ジア
ミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミノジフェニルプロ
パン、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、4,4'-ジアミ
ノジフェニルスルホン、4,4'-ジアミノジシクロヘキサ
ン、ビス（4-アミノフェニル）フェニルメタン、1,5-ジ
アミノナフタレン、メタキシレンジアミン、パラキシレ
ンジアミン、1,1-ビス（4-アミノフェニル）シクロヘキ
サン、ジシアノジアミドなどのアミノ類、アニリン変性
レゾール樹脂やジメチルエーテルレゾール樹脂などのレ
ゾール型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、
クレゾールノボラック樹脂、tert-ブチルフェノールノ
ボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂などの
ノボラック型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレン
などのポリオキシスチレン、フェノールアラルキル樹脂
などのフェノール樹脂や酸無水物などが例示されるが、
特にこれらに限定されるものではない。
【００１３】半導体封止材料用の硬化剤としては、耐湿
性、信頼性等の点から、１分子内に少なくとも２個のフ
ェノール性水酸基を有する化合物または樹脂が好ましく
フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹
脂、tert-ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフ
ェノールノボラック樹脂などのノボラック型フェノール
樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチ
レンなどのポリオキシスチレン、フェノールアラルキル
樹脂が例示される。
性、信頼性等の点から、１分子内に少なくとも２個のフ
ェノール性水酸基を有する化合物または樹脂が好ましく
フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹
脂、tert-ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフ
ェノールノボラック樹脂などのノボラック型フェノール
樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチ
レンなどのポリオキシスチレン、フェノールアラルキル
樹脂が例示される。
【００１４】本発明で用いる水酸化物（Ｃ）は、金属原
子が水酸基と結合した化合物、あるいは金属酸化物が水
と結合した化合物であり、中でも、１種の金属原子 を
有する金属水酸化物、又は２種類以上の金属原子を有す
る金属複水酸化物が好ましく、両者を併用しても良い。
また、その平均粒径が１〜０．０５μｍで、その標準偏
差が５μｍ以下のものである。平均粒径の上限を１μｍ
以下とすることで、水酸化物の比表面積を増大させるこ
とにより、難燃性を大きく発現させることができ、１μ
ｍを越える場合は、同等の難燃性を得るためには、配合
量を増やさざる得ず、半導体封止に用いる場合に半導体
特性に影響が出る。
子が水酸基と結合した化合物、あるいは金属酸化物が水
と結合した化合物であり、中でも、１種の金属原子 を
有する金属水酸化物、又は２種類以上の金属原子を有す
る金属複水酸化物が好ましく、両者を併用しても良い。
また、その平均粒径が１〜０．０５μｍで、その標準偏
差が５μｍ以下のものである。平均粒径の上限を１μｍ
以下とすることで、水酸化物の比表面積を増大させるこ
とにより、難燃性を大きく発現させることができ、１μ
ｍを越える場合は、同等の難燃性を得るためには、配合
量を増やさざる得ず、半導体封止に用いる場合に半導体
特性に影響が出る。
【００１５】本発明に用いる水酸化物（Ｃ）を構成する
金属原子としては、アルミニウム、マグネシウム、カル
シウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、スズ、亜
鉛、銅、シリカ、ジルコニウム、ホウ素、及びランタン
が挙げられ、これらの少なくとも１つの金属原子を有す
る水酸化物であることが好ましい。
金属原子としては、アルミニウム、マグネシウム、カル
シウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、スズ、亜
鉛、銅、シリカ、ジルコニウム、ホウ素、及びランタン
が挙げられ、これらの少なくとも１つの金属原子を有す
る水酸化物であることが好ましい。
【００１６】前記１種の金属原子 を有する金属水酸化
物の具体例としては、水酸化アルミニウム（Al(OH)3）
や水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)などが挙げられ、これ
らの内、水酸化アルミニウムが、特に好ましい。また、
２種類以上の金属原子を有する金属複水酸化物の具体例
としては、ホウ酸亜鉛(2(2ZnO・3B2O3・3.5H2O))やアル
ミン酸化カルシウム(3CaO・Al2O3・6H2O）、ハイドロタ
ルサイト(Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O)などが挙げられ、こ
れらの内、ホウ酸亜鉛が、特に好ましい。これらは単独
で用いてもよいし、２種類以上併用して用いても良い。
物の具体例としては、水酸化アルミニウム（Al(OH)3）
や水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)などが挙げられ、これ
らの内、水酸化アルミニウムが、特に好ましい。また、
２種類以上の金属原子を有する金属複水酸化物の具体例
としては、ホウ酸亜鉛(2(2ZnO・3B2O3・3.5H2O))やアル
ミン酸化カルシウム(3CaO・Al2O3・6H2O）、ハイドロタ
ルサイト(Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O)などが挙げられ、こ
れらの内、ホウ酸亜鉛が、特に好ましい。これらは単独
で用いてもよいし、２種類以上併用して用いても良い。
【００１７】本発明で用いる水酸化物（Ｃ）の熱的性質
として、吸熱ピーク温度が２００℃以上、７００℃以下
が好ましく。特に好ましくは吸熱ピーク温度が３００℃
以上、６００℃以下のものである。エポキシ樹脂組成物
の熱分解温度が３００℃〜５００℃であり、分解付近の
温度範囲で金属水酸化物が脱水反応を起こさないと難燃
特性を得ることが困難となる。ここで、上記吸熱ピーク
温度とは、定量示差熱分析機（セイコーインスツルメン
ツ（株）製TG-DTA）を使用し、窒素中で、昇温速度１０
℃/minで測定したときの吸熱ピーク温度(吸熱ピークが
２つ以上ある場合、最も低温側の吸熱ピーク温度)であ
り、吸熱量が３００cal/g以上であるものが好ましい。
として、吸熱ピーク温度が２００℃以上、７００℃以下
が好ましく。特に好ましくは吸熱ピーク温度が３００℃
以上、６００℃以下のものである。エポキシ樹脂組成物
の熱分解温度が３００℃〜５００℃であり、分解付近の
温度範囲で金属水酸化物が脱水反応を起こさないと難燃
特性を得ることが困難となる。ここで、上記吸熱ピーク
温度とは、定量示差熱分析機（セイコーインスツルメン
ツ（株）製TG-DTA）を使用し、窒素中で、昇温速度１０
℃/minで測定したときの吸熱ピーク温度(吸熱ピークが
２つ以上ある場合、最も低温側の吸熱ピーク温度)であ
り、吸熱量が３００cal/g以上であるものが好ましい。
【００１８】本発明に用いる水酸化物の配合量として
は、難燃性エポキシ樹脂組成物中２〜７重量％であるこ
とが好ましい。２重量％未満では硝酸金属塩と併用して
も難燃効果が小さく、７重量％を越える量を添加する
と、成形した模擬素子を搭載したモニターＩＣ（１６ｐ
ＤＩＰ）が温室状態でチップシフトするという不良品が
発生し信頼性を低下させる。
は、難燃性エポキシ樹脂組成物中２〜７重量％であるこ
とが好ましい。２重量％未満では硝酸金属塩と併用して
も難燃効果が小さく、７重量％を越える量を添加する
と、成形した模擬素子を搭載したモニターＩＣ（１６ｐ
ＤＩＰ）が温室状態でチップシフトするという不良品が
発生し信頼性を低下させる。
【００１９】本発明に用いる硝酸金属塩（Ｄ）は、硝酸
HNO3と金属原子の塩、または酸性酸化物五酸化二窒素と
金属酸化物とから生じる塩であり、例えば、硝酸銅（化
学式：Cu(NO3)3）、硝酸セシウム（化学式：(NH4)2Ce(N
O3)3）、硝酸亜鉛（化学式：Zn(NO3)26H2O）などの金属
原子とNO3を有する化合物等が挙げられる。硝酸金属塩
（Ｄ）の金属原子としては、アルミニウム、マグネシウ
ム、カルシウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、
スズ、亜鉛、銅、ジルコニウム、ホウ素、ビスマス、セ
シウムが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、２
種類以上併用して用いても良い。
HNO3と金属原子の塩、または酸性酸化物五酸化二窒素と
金属酸化物とから生じる塩であり、例えば、硝酸銅（化
学式：Cu(NO3)3）、硝酸セシウム（化学式：(NH4)2Ce(N
O3)3）、硝酸亜鉛（化学式：Zn(NO3)26H2O）などの金属
原子とNO3を有する化合物等が挙げられる。硝酸金属塩
（Ｄ）の金属原子としては、アルミニウム、マグネシウ
ム、カルシウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、
スズ、亜鉛、銅、ジルコニウム、ホウ素、ビスマス、セ
シウムが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、２
種類以上併用して用いても良い。
【００２０】本発明に用いる硝酸金属塩（Ｄ）の配合量
としては、難燃性エポキシ樹脂組成物中、０．０５〜
０．８重量％であることが好ましい。０．０５重量％未
満で水酸化物（Ｃ）と併用しても難燃効果が小さく、
０．８重量％を越えると硬化性を低下させる。
としては、難燃性エポキシ樹脂組成物中、０．０５〜
０．８重量％であることが好ましい。０．０５重量％未
満で水酸化物（Ｃ）と併用しても難燃効果が小さく、
０．８重量％を越えると硬化性を低下させる。
【００２１】本発明に用いる水酸化物（Ｃ）と硝酸金属
塩（Ｄ）の配合量は、合わせて２重量％〜８重量％が好
ましい。さらに好ましくは３重量％〜７．５重量％であ
る。但し必ず硝酸金属塩（Ｄ）が、０．０５〜０．８重
量％含まれる。２％未満では難燃効果が小さく、８重量
％超えて添加すると硬化性、信頼性を低下させる。
塩（Ｄ）の配合量は、合わせて２重量％〜８重量％が好
ましい。さらに好ましくは３重量％〜７．５重量％であ
る。但し必ず硝酸金属塩（Ｄ）が、０．０５〜０．８重
量％含まれる。２％未満では難燃効果が小さく、８重量
％超えて添加すると硬化性、信頼性を低下させる。
【００２２】本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物は、前
記１分子内に少なくとも２個のエポキシ基を有し、未ハ
ロゲン化エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、平均粒径
１μｍ未満の水酸化物（Ｃ）、硝酸金属塩（Ｄ）を必須
成分として得られるが、ハロゲン系化合物及びリン系難
燃剤を添加することなく製品の特性を悪化させずに、高
度な難燃性を付与することが可能な、エポキシ樹脂組成
物であり、半導体素子の封止材料を始め、電子部品や電
機部品の封止材料、被膜材料、絶縁材料、積層板、金属
張り積層板などにも好適に使用されるものである。
記１分子内に少なくとも２個のエポキシ基を有し、未ハ
ロゲン化エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）、平均粒径
１μｍ未満の水酸化物（Ｃ）、硝酸金属塩（Ｄ）を必須
成分として得られるが、ハロゲン系化合物及びリン系難
燃剤を添加することなく製品の特性を悪化させずに、高
度な難燃性を付与することが可能な、エポキシ樹脂組成
物であり、半導体素子の封止材料を始め、電子部品や電
機部品の封止材料、被膜材料、絶縁材料、積層板、金属
張り積層板などにも好適に使用されるものである。
【００２３】本発明の半導体封止材料は、前記難燃性樹
脂組成物と充填剤とで基本的に構成されるが、未ハロゲ
ン化エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）の配合割合は未
ハロゲン化エポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ当量に対する
硬化剤（Ｂ）の水酸基当量の割合が ０．５〜２．０の
範囲であるように配合することが好ましい。充填剤の具
体例としては、溶融シリカ等のシリカ粉末、アルミナ、
タルク、炭酸カルシウム、クレー、マイカなどが挙げら
れる。これら充填材の配合量は、無機物として、前記水
酸化物（Ｃ）、及び硝酸金属塩（Ｄ）と合わせて、半導
体封止材料全体に対して、７０〜９０重量％である。こ
れら以外の成分として、さらに必要に応じて、天然ワッ
クス類、合成ワックス類、直鎖脂肪族酸の金属酸化物、
酸アミド類、エステル類、パラフィン類などの離型剤、
カーボンブラック、ベンガラなどの着色剤、種々の硬化
促進剤、カップリング剤など当業者において公知の添加
剤を配合して使用される。
脂組成物と充填剤とで基本的に構成されるが、未ハロゲ
ン化エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤（Ｂ）の配合割合は未
ハロゲン化エポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ当量に対する
硬化剤（Ｂ）の水酸基当量の割合が ０．５〜２．０の
範囲であるように配合することが好ましい。充填剤の具
体例としては、溶融シリカ等のシリカ粉末、アルミナ、
タルク、炭酸カルシウム、クレー、マイカなどが挙げら
れる。これら充填材の配合量は、無機物として、前記水
酸化物（Ｃ）、及び硝酸金属塩（Ｄ）と合わせて、半導
体封止材料全体に対して、７０〜９０重量％である。こ
れら以外の成分として、さらに必要に応じて、天然ワッ
クス類、合成ワックス類、直鎖脂肪族酸の金属酸化物、
酸アミド類、エステル類、パラフィン類などの離型剤、
カーボンブラック、ベンガラなどの着色剤、種々の硬化
促進剤、カップリング剤など当業者において公知の添加
剤を配合して使用される。
【００２４】本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物は、成
分（Ａ）〜（Ｄ）を、半導体封止材料は、更に、充填剤
を、また必要に応じて、その他の添加剤を、任意の組成
比に選択し、ミキサーなどにより、十分に均一になるよ
うに混合した後、熱ロールによる混練、またはコニーダ
などによる混練処理を行った後、冷却、固化させ、適当
な大きさに粉砕することで、得ることができる。また、
分散性を向上させるためにあらかじめエポキシ樹脂
（Ａ）と硬化剤（Ｂ）とを、予め、溶融して用いてもよ
い。得られた半導体封止材料をトランスファー成形、射
出成形などによって半導体素子の封止に好適に用いられ
る。
分（Ａ）〜（Ｄ）を、半導体封止材料は、更に、充填剤
を、また必要に応じて、その他の添加剤を、任意の組成
比に選択し、ミキサーなどにより、十分に均一になるよ
うに混合した後、熱ロールによる混練、またはコニーダ
などによる混練処理を行った後、冷却、固化させ、適当
な大きさに粉砕することで、得ることができる。また、
分散性を向上させるためにあらかじめエポキシ樹脂
（Ａ）と硬化剤（Ｂ）とを、予め、溶融して用いてもよ
い。得られた半導体封止材料をトランスファー成形、射
出成形などによって半導体素子の封止に好適に用いられ
る。
【００２５】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳しく説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２６】（実施例１）溶融シリカ８１．４重量部、
ホウ酸亜鉛（平均粒径０．８μｍ）（堺化学（株）製HA
-S2）３重量部、硝酸ジルコニウム（和光純薬（株）
製）0.6重量部、ビフェニル型エポキシ樹脂(油化シェル
エポキシ社製YX-4000H、エポキシ当量195g/eq)７．６重
量部、フェノールアラルキル樹脂（三井化学製XL-225、
水酸基当量175g/eq）６．８重量部、離型剤（天然カル
ナバワックス）０．３重量部、着色剤（カーボンブラッ
ク）０．２重量部、及びシランカップリング剤（日本ユ
ニカー製A-186）０．３重量部を配合し、熱ロールを用
いて混練して、冷却した後粉砕して、半導体封止用成形
材料を得た。
ホウ酸亜鉛（平均粒径０．８μｍ）（堺化学（株）製HA
-S2）３重量部、硝酸ジルコニウム（和光純薬（株）
製）0.6重量部、ビフェニル型エポキシ樹脂(油化シェル
エポキシ社製YX-4000H、エポキシ当量195g/eq)７．６重
量部、フェノールアラルキル樹脂（三井化学製XL-225、
水酸基当量175g/eq）６．８重量部、離型剤（天然カル
ナバワックス）０．３重量部、着色剤（カーボンブラッ
ク）０．２重量部、及びシランカップリング剤（日本ユ
ニカー製A-186）０．３重量部を配合し、熱ロールを用
いて混練して、冷却した後粉砕して、半導体封止用成形
材料を得た。
【００２７】この成形材料について、流動性及び硬化
性、その硬化物の難燃性及び信頼性を測定した。それぞ
れの評価方法を以下に示す。 （１）流動性は、スパイラルフロー（ｃｍ）にて評価
し、EMMI規格に準じた金型を使用し、トランスファー成
形機により、金型温度１７５℃、注入圧力６．８６ＭＰ
ａ（70kgf/cm2）の条件で測定した。得られた測定値は
大きい方が、流動性が良い。 （２）硬化性は、トランスファー成形機により、金型温
度１７５℃、１２０秒間成形時の成形品のバーコール硬
度で評価した。 （３）難燃性は、 ＵＬ９４規格に従い垂直法により評
価した。難燃性測定用試験片（厚み１．６ｍｍ）は金型
温度１７５℃で３分間成形した後、試験片を１７５℃で
８時間の後硬化を行った。 （４）信頼性は、難燃性測定用試験片と同様な成形条件
によって、アルミ模擬素子を搭載したモニターＩＣ（16
pDIP）を成形し、これを１２１℃、相対湿度１００％の
環境で１０００時間放置した後の不良（チップシフト
等）数によって評価した。
性、その硬化物の難燃性及び信頼性を測定した。それぞ
れの評価方法を以下に示す。 （１）流動性は、スパイラルフロー（ｃｍ）にて評価
し、EMMI規格に準じた金型を使用し、トランスファー成
形機により、金型温度１７５℃、注入圧力６．８６ＭＰ
ａ（70kgf/cm2）の条件で測定した。得られた測定値は
大きい方が、流動性が良い。 （２）硬化性は、トランスファー成形機により、金型温
度１７５℃、１２０秒間成形時の成形品のバーコール硬
度で評価した。 （３）難燃性は、 ＵＬ９４規格に従い垂直法により評
価した。難燃性測定用試験片（厚み１．６ｍｍ）は金型
温度１７５℃で３分間成形した後、試験片を１７５℃で
８時間の後硬化を行った。 （４）信頼性は、難燃性測定用試験片と同様な成形条件
によって、アルミ模擬素子を搭載したモニターＩＣ（16
pDIP）を成形し、これを１２１℃、相対湿度１００％の
環境で１０００時間放置した後の不良（チップシフト
等）数によって評価した。
【００２８】（実施例２〜４）実施例１に用いたホウ酸
亜鉛３重量部に代え、同じホウ酸亜鉛又は水酸化アルミ
ニウム（平均粒径0.6μｍ）（昭和電工製 品番H-43M）
を、又、溶融シリカを、表１に従って配合した以外は、
実施例１と同様にして、成形材料を調製し、スパイラル
フロー、硬化性、難燃性、及び信頼性を評価した。
亜鉛３重量部に代え、同じホウ酸亜鉛又は水酸化アルミ
ニウム（平均粒径0.6μｍ）（昭和電工製 品番H-43M）
を、又、溶融シリカを、表１に従って配合した以外は、
実施例１と同様にして、成形材料を調製し、スパイラル
フロー、硬化性、難燃性、及び信頼性を評価した。
【００２９】実施例１〜４の配合組成と評価結果を表１
に示す。
に示す。
【表１】
【００３０】（比較例１〜８）実施例１に用いたホウ酸
亜鉛の他に、平均粒径の異なるホウ酸亜鉛（堺化学
（株）製SZB-2335、堺化学（株）製HA-1T）、水酸化ア
ルミニウム（昭和電工製H-32）、クレジルジフェニルホ
スフェート（大八化学（株）製CDP）、トリフェニルホ
スフィンオキシド（大八化学（株）製TPP）を用い、各
成分を表２に従って配合した以外は、実施例１と同様に
して、成形材料を調製し、スパイラルフロー、硬化性、
難燃性、及び信頼性を評価した。
亜鉛の他に、平均粒径の異なるホウ酸亜鉛（堺化学
（株）製SZB-2335、堺化学（株）製HA-1T）、水酸化ア
ルミニウム（昭和電工製H-32）、クレジルジフェニルホ
スフェート（大八化学（株）製CDP）、トリフェニルホ
スフィンオキシド（大八化学（株）製TPP）を用い、各
成分を表２に従って配合した以外は、実施例１と同様に
して、成形材料を調製し、スパイラルフロー、硬化性、
難燃性、及び信頼性を評価した。
【００３１】比較例１〜８の配合組成と評価結果を表２
に示す。
に示す。
【表２】
【００３２】表１及び表２から、実施例１〜４は、耐燃
性、信頼性試験とも良好であり、従来の例である比較例
で、比較例１は難燃性ＵＬ９４Ｖ−０であったが信頼性
試験で劣る結果であった。比較例２〜３はいずれの結果
も満足するものではなかった。また比較例４は平均粒径
１μｍ以下のホウ酸亜鉛の配合量が８重量％を越えるも
のであり、難燃性ＵＬ９４Ｖ−０であったが、信頼性が
劣り、流動性も実施例より低いものであった。比較例５
では平均粒径１μｍ以下のホウ酸亜鉛と硝酸ジルコニウ
ムの配合量を３重量％未満にすると、難燃性ＵＬ９４Ｖ
−０に到達しなかった。比較例６では、平均粒径が１μ
ｍを越えるホウ酸亜鉛を９重量％配合したが難燃性ＵＬ
９４Ｖ−０に到達しなかった。比較例７は水酸化アルミ
ニウムを７重量％に硝酸金属塩を添加しないものであ
り、難燃性ＵＬ９４Ｖ−０に到達なかった。比較例８で
は金属水酸化物を添加せず、硝酸鉄の配合量が３重量％
のものであり、硬化性、信頼性が低下低下し、難燃性も
ＵＬ９４Ｖ−０に到達しなかった。
性、信頼性試験とも良好であり、従来の例である比較例
で、比較例１は難燃性ＵＬ９４Ｖ−０であったが信頼性
試験で劣る結果であった。比較例２〜３はいずれの結果
も満足するものではなかった。また比較例４は平均粒径
１μｍ以下のホウ酸亜鉛の配合量が８重量％を越えるも
のであり、難燃性ＵＬ９４Ｖ−０であったが、信頼性が
劣り、流動性も実施例より低いものであった。比較例５
では平均粒径１μｍ以下のホウ酸亜鉛と硝酸ジルコニウ
ムの配合量を３重量％未満にすると、難燃性ＵＬ９４Ｖ
−０に到達しなかった。比較例６では、平均粒径が１μ
ｍを越えるホウ酸亜鉛を９重量％配合したが難燃性ＵＬ
９４Ｖ−０に到達しなかった。比較例７は水酸化アルミ
ニウムを７重量％に硝酸金属塩を添加しないものであ
り、難燃性ＵＬ９４Ｖ−０に到達なかった。比較例８で
は金属水酸化物を添加せず、硝酸鉄の配合量が３重量％
のものであり、硬化性、信頼性が低下低下し、難燃性も
ＵＬ９４Ｖ−０に到達しなかった。
【００３３】
【発明の効果】本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物及び
それを用いた半導体封止材料は、ハロゲン系化合物やリ
ン系難燃剤を添加することなく、半導体装置の特性を悪
化させずに、且つ、高い難燃性（ＵＬ９４Ｖ−０）を示
し、半導体用材料として信頼性が優れる。
それを用いた半導体封止材料は、ハロゲン系化合物やリ
ン系難燃剤を添加することなく、半導体装置の特性を悪
化させずに、且つ、高い難燃性（ＵＬ９４Ｖ−０）を示
し、半導体用材料として信頼性が優れる。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０８Ｋ 3/38 Ｃ０８Ｋ 3/38 Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 Ｆターム(参考） 4J002 CC03X CD05W CD06W CD13W CD14W DE046 DE076 DE086 DE096 DE106 DE116 DE146 DF037 DK006 FD14X GQ05 4J036 AD07 AD08 AD20 AF06 AF08 AF15 AJ17 AJ18 DA01 FA02 FB07 FB08 JA07 4M109 AA01 CA21 EB03 EB07 EC20
Claims (9)
- 【請求項１】 １分子内に少なくとも２個のエポキシ基
を有する未ハロゲン化エポキシ樹脂（Ａ）、硬化剤
（Ｂ）、水酸化物（Ｃ）、及び硝酸金属塩（Ｄ）を必須
成分とするエポキシ樹脂組成物であって、水酸化物
（Ｃ）の平均粒径が１〜０．０５μｍであることを特徴
とする難燃性エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項２】 硬化剤（Ｂ）が、１分子内に少なくとも
２個のフェノール性水酸基を有する化合物からなる請求
項１記載の難燃性エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項３】 水酸化物（Ｃ）が、１種の金属原子を有
する金属水酸化物、及び／または２種類以上の金属原子
を有する金属複水酸化物である請求項１記載の難燃性エ
ポキシ樹脂組成物。 - 【請求項４】 水酸化物（Ｃ）が、アルミニウム、マグ
ネシウム、カルシウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッ
ケル、スズ、亜鉛、銅、シリカ、ジルコニウム、及びホ
ウ素、ランタンからなる群から選ばれた少なくとも１つ
の金属原子を有することを特徴とする請求項１又は３に
記載の難燃性エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項５】 水酸化物（Ｃ）が、ホウ酸亜鉛、及び／
又は水酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項
１，３又は４記載の難燃性エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項６】 水酸化物（Ｃ）が、定量示差熱分析測定
で、２００℃から７００℃の温度領域で吸熱ピークがあ
ることを特徴とする請求項１，３，４又は５記載の難燃
性エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項７】 硝酸金属塩（Ｄ）が、アルミニウム、マ
グネシウム、カルシウム、マンガン、鉄、コバルト、ニ
ッケル、スズ、亜鉛、銅、ジルコニウム、ホウ素、ビス
マス、及びセシウムからなる群から選ばれた少なくとも
１つの金属原子を有することを特徴とする請求項１記載
の難燃性エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項８】 水酸化物（Ｃ）と硝酸金属塩（Ｄ）との
合計量が、難燃性エポキシ樹脂組成物全体に対して、２
〜８重量％の割合で含んでなる請求項１〜７のいずれか
に記載の難燃性エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の難燃性
エポキシ樹脂組成物と充填剤とで基本的に構成される半
導体封止材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000213954A JP2002030200A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 難燃性エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体封止材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000213954A JP2002030200A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 難燃性エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体封止材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002030200A true JP2002030200A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18709622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000213954A Pending JP2002030200A (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 難燃性エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体封止材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002030200A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7553891B2 (en) | 2005-03-28 | 2009-06-30 | Fuji Xerox Corporation | Flame-retardant epoxy resin composition, and electronic device, laminated circuit board, multilayered circuit board and printed circuit board using the flame-retardant epoxy resin composition |
| US8044130B2 (en) | 2005-02-24 | 2011-10-25 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Surface-coated flame-retardant particle and method of producing the same, and flame-retardant resin composition and method of producing the same |
-
2000
- 2000-07-14 JP JP2000213954A patent/JP2002030200A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8044130B2 (en) | 2005-02-24 | 2011-10-25 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Surface-coated flame-retardant particle and method of producing the same, and flame-retardant resin composition and method of producing the same |
| US7553891B2 (en) | 2005-03-28 | 2009-06-30 | Fuji Xerox Corporation | Flame-retardant epoxy resin composition, and electronic device, laminated circuit board, multilayered circuit board and printed circuit board using the flame-retardant epoxy resin composition |
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