JP2003155326A - 樹脂組成物及び電子部品装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハロゲン化合物及び酸化アンチモン化合物を
含まなくとも難燃性に優れ、更に常温保存性、耐湿信頼
性、成形性に優れた特性を有する電子部品封止用樹脂組
成物を提供すること。 【解決手段】（Ａ）軟化点５０〜９０℃のレゾール型フ
ェノール樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）フェノール
樹脂硬化剤、（Ｄ）２−メチルイミダゾール、（Ｅ）水
酸化アルミニウム、及び（Ｆ）無機充填材を必須成分と
し、ハロゲン化合物及び酸化アンチモン化合物を含有し
ない樹脂組成物であって、かつレゾール型フェノール樹
脂の配合量が重量比（レゾール型フェノール樹脂）／
（レゾール型フェノール樹脂＋エポキシ樹脂＋フェノー
ル樹脂硬化剤）＝０．１０〜０．６０で、２−メチルイ
ミダゾールの配合量が全樹脂組成物中に０．０１〜２．
００重量％、水酸化アルミニウムの配合量が全樹脂組成
物中に５〜２０重量％、無機充填材の配合量が全樹脂組
成物中に４０〜８５重量％であることを特徴とする電子
部品封止用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は難燃性、常温保存性
に優れた特性を有する電子部品封止用樹脂組成物及び電
子部品装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来コンデンサ、抵抗、コイル、ダイオ
−ド、トランジスタ、集積回路等の電子部品は、エポキ
シ樹脂とフェノール樹脂硬化剤の組み合わせによるエポ
キシ樹脂組成物で封止されている。この樹脂組成物中に
は、通常難燃剤としてハロゲン化合物、あるいはハロゲ
ン化合物と三酸化アンチモンとが配合されており、高温
においてハロゲンガス、あるいはハロゲン化アンチモン
ガスを発生させ難燃化を図っている。しかし最近環境問
題の高まりからハロゲン化合物や酸化アンチモン化合物
を排除するのが社会的責務となってきており、従来の樹
脂組成物では、この要求に応えられなくなってきた。

【０００３】このため従来のハロゲン化合物や酸化アン
チモン化合物に変わる難燃剤として有機リン系、赤燐
系、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ホスフ
ァイト類、ホスフェート類、硼素系等各種の難燃剤が提
案されているが、成形性、信頼性等の特性と生産性のコ
ストバランスのとれたものはなかった。このため、以下
のような提案がされている。例えば特開平２−１７５４
号公報にはエポキシ樹脂とレゾール型フェノール樹脂を
併用することが提案されているが、成形性、耐湿信頼性
が十分ではなかった。又特開平３−１３７１１９号公報
にはエポキシ樹脂、レゾール型フェノール樹脂、フェノ
ールノボラック樹脂、可とう化剤の組み合わせで、ハロ
ゲン化合物及び酸化アンチモン化合物の低減が図られて
いるがその含有量を零にするには十分ではなかった。

【０００４】又従来のエポキシ樹脂組成物は、常温で保
存した場合流動性が劣化するため使用期限があり、この
ための期限管理が煩雑になっており常温保存性に優れる
材料が求められていた。常温での保存性を改善する材料
が求められて、潜伏性触媒の開発がなされてきたが、信
頼性は問題ないものの常温保存性は不充分であった。

【０００５】更に特開平７−１７９７２７号公報、特開
平７−１８８５１５号公報において、レゾール型フェノ
ール樹脂を用い常温保存性の向上を図った提案がなされ
ている。この提案では、同時にハロゲン化合物及び酸化
アンチモン化合物を含まない提案もされているが、接着
性が十分でない場合があり、耐湿信頼性の面で改良が求
められていた。このように、従来ハロゲン化合物及び酸
化アンチモン化合物を含まず、難燃性、常温保存性に優
れ、かつ耐湿信頼性、成形性のバランスのとれた樹脂組
成物がなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な問
題に対して、ハロゲン化合物及び酸化アンチモン化合物
を含まず、難燃性、常温保存性に優れ、かつ信頼性、成
形性に優れた電子部品封止用樹脂組成物及び電子部品装
置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、［１］（Ａ）
一般式（１）で示される軟化点５０〜９０℃のレゾール
型フェノール樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）フェノ
ール樹脂硬化剤、（Ｄ）一般式（２）又は一般式（３）
で示されるイミダゾール系硬化促進剤、（Ｅ）水酸化ア
ルミニウム、及び（Ｆ）無機充填材を必須成分とし、ハ
ロゲン化合物及び酸化アンチモン化合物を含有しない樹
脂組成物であって、

【０００８】

【化４】 （ｌは０又は２以下の正数、ｎは０又は４以下の正数、
ｍ、ｐは、０又は１０以下の正数、かつｍ＋ｐは１５以
下の正数を示す。）

【０００９】

【化５】 （Ｒ₁、Ｒ₂：Ｈ、ＣＨ₃、（ＣＨ₂）ａＣＨ₃、ＣＨ₂Ｏ
Ｈ、フェニル又はアリール。Ｒ₃： Ｈ、ＣＨ₃、（Ｃ
Ｈ₂）ａＣＨ₃、ＣＨ₂ＯＨ、ベンジル又はシアノエチ
ル。Ｒ₄： ＣＨ₃、（ＣＨ₂）ａＣＨ₃、フェニル、トリ
ル又はベンジル。ａは、１〜３０の整数。）

【００１０】

【化６】 （Ｒ₁、Ｒ₂：Ｈ、ＣＨ₃、（ＣＨ₂）ａＣＨ₃、ＣＨ₂Ｏ
Ｈ、フェニル又はアリール。Ｒ₄： ＣＨ₃、（ＣＨ₂）ａ
ＣＨ₃、フェニル、トリル又はベンジル。ａは、１〜３
０の整数。）

【００１１】かつレゾール型フェノール樹脂の配合量が
重量比（レゾール型フェノール樹脂）／（レゾール型フ
ェノール樹脂＋エポキシ樹脂＋フェノール樹脂硬化剤）
＝０．１０〜０．６０で、一般式（２）又は一般式
（３）で示されるイミダゾール系硬化促進剤の配合量が
全樹脂組成物中に０．０１〜２．００重量％、水酸化ア
ルミニウムの配合量が全樹脂組成物中に５〜２０重量
％、無機充填材の配合量が全樹脂組成物中に４０〜８５
重量％であることを特徴とする電子部品封止用樹脂組成
物、［２］第［１］項記載の電子部品封止用樹脂組成物
を用いて電子部品を封止してなることを特徴とする電子
部品装置、である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に用いられるレゾール型フ
ェノール樹脂は、フェノールとアルデヒド化合物の脱水
縮合反応により得られるフェノール性水酸基とメチロー
ル基、ジメチレンエーテル基等を有するモノマー、オリ
ゴマー、ポリマー及びこれら混合物全般をいう。本発明
の重要な点は、樹脂成分としてレゾール型フェノール樹
脂とエポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤を用いること
である。この組み合わせにより、低圧成形が可能で、高
い流動性を有し、難燃性、常温保存性、耐湿信頼性、成
形性に優れた樹脂組成物を得ることができる。一般式
（１）で示されるレゾール型フェノール樹脂の軟化点
は、５０〜９０℃が好ましく、５０℃未満だと半固形状
となり取り扱い作業性に難点があり、９０℃を越えると
樹脂粘度が高くなり、流動性が悪くなるので好ましくな
い。本発明での軟化点は、ＪＩＳ Ｋ ２２０７（１９
８０年）に準じ、昇温速度５℃／分で測定する。

【００１３】レゾール型フェノール樹脂の配合量として
は、重量比（レゾール型フェノール樹脂）／（レゾール
型フェノール樹脂＋エポキシ樹脂＋フェノール樹脂硬化
剤）＝０．１０〜０．６０が必須である。０．１０未満
では、難燃性及び常温保存性の目的を十分に達成できず
好ましくない。０．６０を越えるとエポキシ樹脂及びフ
ェノール樹脂による接着効果が十分に発現されず、樹脂
組成物自体の接着力が従来の樹脂組成物より劣り耐湿信
頼性に問題を生じるおそれがあり好ましくない。

【００１４】本発明に用いられるエポキシ樹脂は、１分
子中にエポキシ基を２個以上有するモノマ−、オリゴマ
−、ポリマ−全般を言い、例えばビフェニル型エポキシ
化合物、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキ
シ樹脂、ビスフェノ−ル型エポキシ化合物、スチルベン
型エポキシ化合物、フェノ−ルノボラック型エポキシ樹
脂、クレゾ−ルノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、トリフェノ−ルメタン型エポキシ
化合物、アルキル変性トリフェノ−ルメタン型エポキシ
樹脂及びトリアジン核含有エポキシ樹脂等が挙げられ、
単独でも混合して用いても差し支えない。樹脂粘度は無
機充填材配合量が増加するに従い、より低粘度のものが
選ばれる。

【００１５】本発明に用いられるフェノール樹脂硬化剤
とは、一般式（１）で示されるレゾール型フェノール樹
脂を除いたフェノール樹脂であり、例えばフェノ−ルノ
ボラック樹脂、クレゾ−ルノボラック樹脂、ジシクロペ
ンタジエン変性フェノ−ル樹脂、フェノールアラルキル
樹脂、テルペン変性フェノ−ル樹脂、トリフェノ−ルメ
タン化合物等が挙げられ、特にフェノ−ルノボラック樹
脂、フェノールアラルキル樹脂等が好ましく、単独でも
混合して用いても差し支えない。樹脂粘度は充填材配合
量が増加するに従いより低粘度のものが選ばれる。

【００１６】本発明に用いられる一般式（２）又は一般
式（３）で示されるイミダゾール系硬化促進剤は、本発
明のレゾール型フェノール樹脂を含む樹脂組成物におい
て、１，８−ジアザビシクロウンデセン等のアミン系化
合物、テトラフェニルホスホニウムのボレート塩、トリ
フェニルホスフィン等のリン化合物に比べ、十分な硬化
促進作用を有している。配合量としては、全樹脂組成物
中に０．０１〜２．００重量％が好ましく、０．０１重
量％未満では硬化反応が十分でなく成形不良の問題があ
り、２．００重量％を越えると樹脂組成物の粘度が高く
なり充填性に問題を生じるおそれがある。一般式（２）
又は一般式（３）で示されるイミダゾール系硬化促進剤
は、単独でも混合して用いてもよい。一般式（２）又は
一般式（３）で示されるイミダゾール系硬化促進剤の具
体例としては、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−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイ
ミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチ
ル−４−メチルイミダソール、１−ベンジル−２−フェ
ニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾ
ール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾー
ル、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、
２，４−ジアミノ−６−｛２’−メチルイミダゾリル−
（１’）｝−エチル−Ｓ−トリアジン、２，４−ジアミ
ノ−６−（２’−ウンデシルイミダゾリル）−エチル−
Ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−｛２’−エチ
ル−４−メチルイミダゾリル−（１’）｝−エチル−Ｓ
−トリアジン等が挙げられる。これらは単独でも混合し
て用いてもよい。本発明においては、１，８−ジアザビ
シクロウンデセン等のアミン系化合物、テトラフェニル
ホスホニウムのボレート塩、トリフェニルホスフィン等
のリン化合物と併用しても良い。

【００１７】本発明に用いられる水酸化アルミニウム
は、市販の細粒化した高純度タイプが適している。純度
は、９９．５重量％以上あることが好ましく、かつ最大
粒径が７５μｍ以下であるものが好ましい。平均粒径は
１〜１５μｍのものが流動性の面でバランスが取れてい
る。本発明では、水酸化アルミニウムは、全樹脂組成物
中５〜２０重量％含むことが必要で、５重量％未満で
は、難燃性が不十分で、又２０重量％を越えると硬化性
に問題が出てくるため適当ではない。

【００１８】無機充填材は、一般に半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物に用いられるものが使用でき、例えば平均
粒径１０〜３０μｍ、最大粒径７０〜１５０μｍの溶融
シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ、窒化アルミ、
窒化珪素等が挙げられる。特に無機充填材が多い配合で
は、流動性維持のため球状の溶融シリカを用いるのが好
ましい。無機充填材の配合量としては、全樹脂組成物中
に４０〜８５重量％が好ましく、４０重量％未満では硬
化物の成形収縮率が大きくなり、大型の電子部品の成形
時には硬化物にクラックが発生するおそれがある。成形
収縮率が大きいのは、成形時にレゾール型フェノール樹
脂が脱水縮合反応を起こし硬化後の収縮が大きくなるた
めである。本発明では、これを防止するために無機充填
材量を４０〜８５重量％、好ましくは４５〜８０重量％
が望ましく、かつレゾール型フェノール樹脂の配合量
を、重量比（レゾール型フェノール樹脂）／（レゾール
型フェノール樹脂＋エポキシ樹脂＋フェノール樹脂硬化
剤）＝０．１０〜０．６０にすることで成形収縮率を、
従来のエポキシ樹脂組成物並みに低下させることができ
る。無機充填材が８５重量％を越えると樹脂組成物の粘
度上昇により流動性に問題を生じるおそれがあり好まし
くない。本発明では、ハロゲン化合物及び酸化アンチモ
ン化合物を用いないことを特徴とし、自己消火性のレゾ
ール型フェノール樹脂と水酸化アルミニウムを同時に配
合することが重要である。

【００１９】本発明の樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｆ）成
分を必須成分とするが、これ以外にも必要に応じて、シ
ランカップリング剤に代表される各種カップリング剤、
カーボンブラックに代表される着色剤、天然ワックス及
び合成ワックス等の離型剤、シリコーンオイル、シリコ
ーンゴム、合成ゴム等の低応力添加剤、不純物イオンの
低減を図るイオン捕捉剤を適宜配合しても差し支えな
い。成形材料化するには、加熱ニーダーや熱ロールによ
り全成分を加熱混練し、続いて冷却、粉砕することで得
ることができる。

【００２０】

【実施例】以下本発明を実施例で具体的に説明する。 実施例１ 一般式（１）で示されるレゾール型フェノール樹脂（但し、ｌ＝１．１、ｍ＝ ３．２、ｎ＝１．５、ｐ＝２．２）（軟化点６０℃）（以下、レゾール型フェノ ール樹脂１という） ６．０重量部 エポキシ樹脂１（オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂）（エポキシ当 量２００、軟化点６０℃） ６．０重量部 フェノール樹脂硬化剤（フェノールノボラック樹脂）（水酸基当量１０５、軟 化点８０℃） ３．０重量部 ２−メチルイミダゾール ０．３重量部 水酸化アルミニウム（平均粒径４μｍ、最大粒径７５μｍ） ６．０重量部 溶融破砕シリカ（平均粒径１４μｍ、最大粒径１５０μｍ） ２０．０重量部 溶融球状シリカ（平均粒径２５μｍ、最大粒径７５μｍ） ２０．０重量部 シランカップリング剤（γーアミノプロピルトリエトキシシラン） ０．３重量部 カルナバワックス ０．５重量部 カーボンブラック ０．３重量部 上記各成分をミキサーにより混合した後、バレル温度１
００℃で、ニーダー、ロール等で加熱混練し、更に冷却
後粉砕して樹脂組成物とした。この材料を用いて評価し
た。評価結果を表１に示す。

【００２１】評価方法 スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイ
ラルフロー測定用金型を用いて、金型温度１７５℃、注
入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間２分で測定した。 ゲル化時間：１７５℃の熱板上に樹脂組成物を２ｇ乗
せ、スパチュラを用いて約２５ｍｍ角の大きさに広げて
熱板にこすりつけた後、樹脂組成物が硬化して熱板より
剥がれる時間。 常温保存性：樹脂組成物を温度２５℃、相対湿度５０±
１０％で１５日間保管した後、スパイラルフローを測定
し、初期値に対する１５日保管後の比を求めて評価し
た。 難燃性：テストピース（厚さ３．２ｍｍ）を成形し、Ｕ
Ｌ−９４に準じて測定した。 成形性：直径５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤をトランスフ
ァー成形したときの離型性を評価した。成形条件は、成
形温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間８０
秒。離型性は成形品が金型から容易に離型するか否かで
判定した。 銅フレーム接着強度：１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ２５０
μｍの銅フレーム中央部に２ｍｍ×２ｍｍの面積で、高
さ５ｍｍの四角錐の樹脂組成物を成形温度１７５℃、注
入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１分３０秒の条件でトラ
ンスファー成形し一体化した後、ダイシェアテスターで
樹脂組成物の硬化部と銅フレームとの接着強度を測定し
た。 耐湿信頼性：１６ピンＤＩＰパッケージを成形温度１７
５℃、注入圧力６．９ＭＰａで成形し、１７５℃で４時
間の後硬化後、８５℃、相対湿度８５％の環境下で２４
時間放置し、その後２４０℃の半田槽に１０秒間浸漬し
た。次にこのパッケージに１２５℃、２．３気圧のＰＣ
Ｔ処理を行い、不良率が５０％となる迄のＰＣＴ処理時
間を耐湿信頼性として表現した。 成形収縮率：ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じテストピース
を作成し成形収縮率を測定した。試験片は成形温度１７
５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間２分の条件でト
ランスファー成形した。

【００２２】実施例２〜５、比較例１〜８ 実施例１以外に用いた樹脂、硬化促進剤を下記に示す。 エポキシ樹脂２（ジシクロペンタジエン変性フェノール
型エポキシ樹脂、エポキシ当量２４７、軟化点５７℃） エポキシ樹脂３（ビフェニルエポキシ樹脂（ジャパンエ
ポキシレジン（株）製・ＹＸ−４０００）（エポキシ当
量１９０、融点１０５℃） 硬化促進剤２（２，４−ジアミノ−６−｛２’−メチル
イミダゾリル−（１’）｝−エチル−ｓ−トリアジン） 硬化促進剤３（トリフェニルホスフィン） 実施例１と同様に樹脂組成物を作成し同様に評価した。
結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明に従うと、ハロゲン化合物及び酸
化アンチモン化合物を含まなくとも難燃性に優れ、更に
常温保存性、耐湿信頼性、成形性に優れた特性を有する
電子部品封止用樹脂組成物を得ることができる。

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 Ｆターム(参考） 4J002 CC04W CD04Y CD05X CD06X CD06Y CD13X CD17X CD20X CD20Y DE147 DE148 DF018 DJ018 EU096 EU116 EW016 EW176 FD03X FD14Y FD156 GQ05 4J036 AA01 AC02 AC18 AD07 AD08 AF06 AF07 AF08 AF27 AK02 AK04 DA04 DC03 DC40 DC44 DC45 DD07 FA01 FA02 FA05 FA06 FA10 FB05 FB08 FB20 JA07 4M109 AA01 CA21 EA01 EA02 EB03 EB04 EB07 EB13 EC20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）一般式（１）で示される軟化点５
   ０〜９０℃のレゾール型フェノール樹脂、（Ｂ）エポキ
   シ樹脂、（Ｃ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｄ）一般式
   （２）又は一般式（３）で示されるイミダゾール系硬化
   促進剤、（Ｅ）水酸化アルミニウム、及び（Ｆ）無機充
   填材を必須成分とし、ハロゲン化合物及び酸化アンチモ
   ン化合物を含有しない樹脂組成物であって、 【化１】 （ｌは０又は２以下の正数、ｎは０又は４以下の正数、
   ｍ、ｐは、０又は１０以下の正数、かつｍ＋ｐは１５以
   下の正数を示す。） 【化２】 （Ｒ₁、Ｒ₂：Ｈ、ＣＨ₃、（ＣＨ₂）ａＣＨ₃、ＣＨ₂Ｏ
   Ｈ、フェニル又はアリール。Ｒ₃： Ｈ、ＣＨ₃、（Ｃ
   Ｈ₂）ａＣＨ₃、ＣＨ₂ＯＨ、ベンジル又はシアノエチ
   ル。Ｒ₄： ＣＨ₃、（ＣＨ₂）ａＣＨ₃、フェニル、トリ
   ル又はベンジル。ａは、１〜３０の整数。） 【化３】 （Ｒ₁、Ｒ₂：Ｈ、ＣＨ₃、（ＣＨ₂）ａＣＨ₃、ＣＨ₂Ｏ
   Ｈ、フェニル又はアリール。Ｒ₄： ＣＨ₃、（ＣＨ₂）ａ
   ＣＨ₃、フェニル、トリル又はベンジル。ａは、１〜３
   ０の整数。） かつレゾール型フェノール樹脂の配合量が重量比（レゾ
   ール型フェノール樹脂）／（レゾール型フェノール樹脂
   ＋エポキシ樹脂＋フェノール樹脂硬化剤）＝０．１０〜
   ０．６０で、一般式（２）又は一般式（３）で示される
   イミダゾール系硬化促進剤の配合量が全樹脂組成物中に
   ０．０１〜２．００重量％、水酸化アルミニウムの配合
   量が全樹脂組成物中に５．０〜２０．０重量％、無機充
   填材の配合量が全樹脂組成物中に４０〜８５重量％であ
   ることを特徴とする電子部品封止用樹脂組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子部品封止用樹脂組成
   物を用いて電子部品を封止してなることを特徴とする電
   子部品装置。