JP2003306595A - 封止用樹脂組成物および電子部品封止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハロゲン（塩素、臭素）化合物およびアンチ
モン化合物を含有せず、充分な難燃性を有し、かつ、成
形性、連続生産性、信頼性に優れ、低応力化も可能な封
止用樹脂組成物およびそれを用いた電子部品封止装置の
提供。 【解決手段】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール
樹脂、（Ｃ）次式［Ｉ］ 【化５】 で示されるホスファゼン系フッ素ゴムおよび（Ｄ）無機
充填剤を必須成分として含有する封止用樹脂組成物であ
って、前記（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂
および（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴムからなる樹脂成
分に対する前記（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴムの含有
量が０．５〜３０重量％、かつ前記封止用樹脂組成物全
体に対するリン成分の含有量が０．０５〜３．０重量
％、前記（Ｄ）無機充填剤の含有量が７０〜９５重量％
であるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハロゲン（塩素、臭素）
化合物および酸化アンチモンを含有することなしに優れ
た難燃性を有し、かつ成形性、信頼性に優れ、低応力化
が可能な封止用樹脂組成物および電子部品封止装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品封止装置においては、それに用
いられる封止用樹脂組成物に難燃性を持たせることが一
般的であり、難燃化手法として例えばハロゲン（塩素、
臭素）化合物、金属酸化物等を１種あるいは２種以上、
樹脂組成物に添加する方法が採られている。一般的に
は、臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンとを組合せ
て用いている。

【０００３】しかしながら、封止用樹脂組成物の難燃効
果を向上させるために添加される臭素化エポキシ樹脂お
よびその難燃効果を補助するために添加される金属酸化
物、特に三酸化アンチモンは、電子部品封止装置の信頼
性を低下させるという欠点があった。そればかりか、最
近では、環境への悪影響も指摘され始めている。

【０００４】このため、成形性、信頼性に優れ、ハロゲ
ン（塩素、臭素）化合物およびアンチモン化合物を含有
しない封止用樹脂組成物の開発が求められており、その
ようなものとしてリン系難燃剤および金属水和物を含有
させることが検討されている。

【０００５】しかし、リン系難燃剤の多くは被覆型のリ
ンもしくはリン酸エステル系のものが多く、難燃効果が
得られても、加水分解により発生するリン酸が電子部品
封止装置の耐湿信頼性を著しく低下させてしまうという
課題があった。このため、電子部品封止装置の耐湿信頼
性を低下させずに難燃化が可能で、かつ成形性、信頼性
に優れた封止用樹脂組成物の開発が求められていた。ま
た、リン系難燃剤および金属酸化物による難燃効果の付
与は、それ単体で使用する場合に限れば、多くの添加物
が必要であり、樹脂組成物の諸特性を十分に満足させる
ことは困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな課題を解決するためになされたものであり、ハロゲ
ン（塩素、臭素）化合物およびアンチモン化合物を含有
せず、リン−窒素系難燃剤を配合することにより、充分
な難燃性を付与しつつ、成形性、連続生産性、信頼性に
優れ、低応力化も可能な封止用樹脂組成物およびそれを
用いた電子部品封止装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意研究を行った結果、樹脂組成物にホ
スファゼン系フッ素ゴムを配合することにより、十分な
難燃性、成形性、連続生産性および信頼性を得られると
ともに、低応力化も可能となることを見出し本発明を完
成するに到ったものである。

【０００８】すなわち、本発明の封止用樹脂組成物は
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）次
式［Ｉ］

【化２】 で示されるホスファゼン系フッ素ゴムおよび（Ｄ）無機
充填剤を必須成分として含有する封止用樹脂組成物であ
って、前記（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂
および（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴムからなる樹脂成
分に対する前記（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴムの含有
量が０．５〜３０重量％、かつ前記封止用樹脂組成物全
体に対するリン成分の含有量が０．０５〜３．０重量
％、前記（Ｄ）無機充填剤の含有量が７０〜９５重量％
であることを特徴とする。

【０００９】前記樹脂組成物全体に対するリン成分の含
有量は０．１〜１．０重量％であればより好ましく、ま
た前記（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴムとして、その中
に含まれるリン成分の含有量が５重量％以上であるもの
を用いることが好ましい。

【００１０】また、本発明の電子部品封止装置は、上記
したような封止用樹脂組成物の硬化物によって、電子部
品が封止されてなることを特徴とする。

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００１１】本発明の封止用樹脂組成物は、（Ａ）エポ
キシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）次式［Ｉ］

【化３】 で示されるホスファゼン系フッ素ゴムおよび（Ｄ）無機
充填剤を必須成分として含有するものである。

【００１２】本発明に用いられる（Ａ）エポキシ樹脂
は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものであ
る限り、分子構造、分子量等、特に限定されるものでは
ない（但し、臭素化エポキシ樹脂等のハロゲン元素を含
有するエポキシ樹脂を除く）。具体的には、フェノール
ノボラック型、クレゾールノボラック型、ビフェニル
型、ビスフェノールＡ型あるいはビスフェノールＦ型等
の芳香族系エポキシ樹脂、またはシクロヘキサン誘導体
等の脂肪族系エポキシ樹脂が挙げられ、これらは単独も
しくは２種以上を混合して用いることができる。

【００１３】本発明に用いられる（Ｂ）フェノール樹脂
は硬化剤として配合されるものであり、（Ａ）エポキシ
樹脂のエポキシ基と反応し得るフェノール性水酸基を分
子中に２個以上有するものであれば特に制限されるもの
ではなく、単独あるいは２種以上混合して用いることが
できる。（Ｂ）フェノール樹脂は水酸基当量が１３０以
上のものを用いることが好ましい。これは十分な難燃性
・低吸湿性が得られるためである。また信頼性を確保す
るため、樹脂組成物中に含まれるフリーのフェノール類
の濃度が１重量％以下であることが好ましい。

【００１４】これらフェノール樹脂の具体例としては、
ビフェノールノボラック型フェノール樹脂（明和化成
（株）ＭＥＨ−７８５１シリーズ）、フェノールアラル
キル樹脂（三井化学（株）ＸＬ、ＸＬＣシリーズ）、多
官芳香族フェノール樹脂（鹿島工業（株）ＦＰＩシリー
ズ）、テルペンフェノール樹脂等があげられる。

【００１５】これらのエポキシ樹脂とフェノール樹脂と
の配合は、硬化剤であるフェノール樹脂のフェノール性
水酸基数とエポキシ樹脂のエポキシ基数の比（フェノー
ル性水酸基数／エポキシ基数）が０．５〜１．５の範囲
となるように配合することが望ましい。上記値が０．５
未満では硬化反応が充分に起こりにくくなり、一方、上
記値が１．５を超えると、硬化物の特性、特に耐湿性が
劣化しやすくなるためである。

【００１６】本発明に用いられる（Ｃ）ホスファゼン系
フッ素ゴムは、次式［Ｉ］で示されるものである。

【００１７】

【化４】

【００１８】（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴムは、
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂および
（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴムからなる樹脂成分に対
して、その含有量が０．５〜３０重量％の範囲となるよ
うに含有させることが好ましい。含有量が０．５重量％
未満である場合、充分な難燃性を得ることができず、一
方、３０重量％を超える場合、成形性、連続生産性、信
頼性等が低下するおそれがある。（Ｃ）ホスファゼン系
フッ素ゴムのより好ましい含有量は、樹脂成分に対し
て、５．０〜２５．０重量％である。

【００１９】また、（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴム
は、封止用樹脂組成物全体に対するリン成分の含有量が
０．０５〜３．０重量％、より好ましくは０．１〜１．
０重量％となるように含有させることが好ましい。封止
用樹脂組成物全体に対するリン成分の含有量をこのよう
な範囲内とすることにより、難燃性、成形性、連続生産
性および信頼性等を向上させることができる。

【００２０】このような（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴ
ムとしては、ホスファゼン系フッ素ゴム自体に含まれる
リン成分の含有量が５重量％以上であるものが好まし
い。このようなホスファゼン系フッ素ゴムを用いること
により、さらに難燃性、成形性、連続生産性および信頼
性等を向上させることができる。

【００２１】本発明に用いられる（Ｄ）無機充填剤とし
ては、例えば溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、タ
ルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、ベンガラ、炭
化ケイ素、窒化ホウ素、窒化ケイ素および窒化アルミニ
ウム等の粉末、これらを球形化したビーズ、単結晶繊維
等が挙げられる。これらの中でも、コストや特性の点か
ら溶融シリカを用いるのが最適である。

【００２２】封止用樹脂組成物全体に対する無機充填剤
の配合割合は、シリカとして７０〜９５重量％である。
７０重量％未満では難燃性、対クラック性等に劣り、９
５重量％を超える場合、流動性が低下して成形性が悪く
なるおそれがある。

【００２３】本発明の封止用樹脂組成物には前述した
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）ホ
スファゼン系フッ素ゴムおよび（Ｄ）無機充填剤の他
に、硬化促進剤、無機充填剤の表面処理剤、離型剤、着
色剤、低応力化剤等を適宣添加しても良い。

【００２４】硬化促進剤としては、１，８−ジアザビシ
クロ［５，４，０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）、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３級アミン類、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、トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、ト
リフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、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等のテトラフェ
ニルボロン塩等が挙げられる。これらは単独または２種
以上混合して使用することができる。

【００２５】また、無機充填剤の表面処理剤としては、
シランカップリング剤等、離型剤としては、天然ワック
ス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸やその金層塩、酸ア
ミド類、エステル類およびパラフィン類等、着色剤とし
ては、カーボンブラック、コバルトブルーおよび二酸化
チタン等、低応力化剤としては、シリコーンゴム、シリ
コーンオイル、各種プラスチックス粉末、各種エンジニ
アリングプラスチックス粉末、ＡＢＳ樹脂およびＭＢＳ
樹脂の粉末等があげられる。

【００２６】本発明の封止用樹脂組成物は、例えば少な
くとも上記原料成分（Ａ）〜（Ｄ）を配合したものを、
ヘンシェルミキサー等のミキサーによって充分混合し、
さらに熱ロールによる溶融処理または二軸の押し出し機
等による溶融混合処理を加えた後、冷却、適当な大きさ
に粉砕することにより成形材料とすることができる。

【００２７】本発明の電子部品封止装置は、上記したよ
うな成形材料を用いて半導体チップ等の電子部品を樹脂
封止することによって製造することができる。対象とな
る半導体チップとしては、例えば集積回路、大規模集積
回路、トランジスタ、サイリスタおよびダイオード等が
挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【００２８】封止方法としては、最も一般的には低圧ト
ランスファ成形が用いられるが、射出成形、圧縮成形、
注形等による封止も可能である。電子部品封止装置にお
いては、封止の際に成形材料を加熱して硬化させること
により、最終的にこの硬化物によって電子部品が封止さ
れたものとなる。この際の加熱温度は、１５０℃以上と
することが好ましい。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。

【００３０】（実施例１）クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量２００）１０．５重量％、ノボ
ラック型フェノール樹脂（フェノール当量１０５）５．
５重量％、式［Ｉ］で示されるホスファゼン系フッ素ゴ
ム（Ｅｔｙｌ Ｃｏｒｐ．商品名：ＥＹＰＥＬ−Ｆ）３
重量％、溶融シリカ（龍森製 ＲＤ−８）８０重量％お
よびエステル系ワックス１．０重量％を配合し、室温で
混合し、さらに９０〜９５℃で混練、冷却した後、粉砕
して封止用樹脂組成物（成形材料）を作製した。

【００３１】（実施例２）クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量２００）１４重量％、ノボラッ
ク型フェノール樹脂（フェノール当量１０５）７重量
％、式［Ｉ］で示されるホスファゼン系フッ素ゴム（Ｅ
ｔｙｌ Ｃｏｒｐ．商品名：ＥＹＰＥＬ−Ｆ）３重量
％、溶融シリカ（龍森製 ＲＤ−８）７５重量％および
エステル系ワックス１．０重量％を配合し、実施例１と
同様にして封止用樹脂組成物を作製した。

【００３２】（実施例３）クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量２００）１７．５重量％、ノボ
ラック型フェノール樹脂（フェノール当量１０５）８．
５重量％、式［Ｉ］で示されるホスファゼン系フッ素ゴ
ム（Ｅｔｙｌ Ｃｏｒｐ．商品名：ＥＹＰＥＬ−Ｆ）６
重量％、溶融シリカ（龍森製 ＲＤ−８）７２重量％お
よびエステル系ワックス１．０重量％を配合し、実施例
１と同様にして封止用樹脂組成物を作製した。

【００３３】（比較例１）クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量２００）１０．５重量％、ノボ
ラック型フェノール樹脂（フェノール当量１０５）５．
５重量％、赤リン３重量％、溶融シリカ（龍森製 ＲＤ
−８）８０重量％およびエステル系ワックス１．０重量
％を配合し、実施例１と同様にして封止用樹脂組成物を
作製した。

【００３４】（比較例２）クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量２００）９．５重量％、ノボラ
ック型フェノール樹脂（フェノール当量１０５）５．５
重量％、臭素化エポキシ樹脂（日本化薬 ＢＲＥＮＳ）
２％、溶融シリカ（龍森製 ＲＤ−８）８０重量％、三
酸化アンチモン２重量％およびエステル系ワックス１．
０重量％を配合し、実施例１と同様にして封止用樹脂組
成物を作製した。

【００３５】（比較例３）クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量２００）１０．５重量％、ノボ
ラック型フェノール樹脂（フェノール当量１０５）５．
５重量％、フェノキシシクロホスファゼン（融点１００
℃）３．０％、溶融シリカ（龍森製 ＲＤ−８）８０重
量％およびエステル系ワックス１．０重量％を配合し、
実施例１と同様にして封止用樹脂組成物を作製した。

【００３６】こうして作製した封止用樹脂組成物につい
て、次のような燃焼試験、耐湿信頼性試験を行った。

【００３７】［燃焼試験］封止用樹脂組成物を１７５
℃、９０秒間の条件でトランスファー成形し、１２０×
１２×０．８ｍｍの成形品をつくった後、１７５℃、８
時間の後硬化を行って試験片を作製した。この試験片を
用いて、ＵＬ−９４耐炎性試験規格に基づく燃焼試験を
行った。結果を表１に示す。

【００３８】［耐湿信頼性試験］封止用樹脂組成物を用
いて試験用デバイスを封止し、１８０℃、４時間のアフ
ターキュアを行い試験用パッケージを作製した。このパ
ッケージを８５℃、相対湿度６０％の雰囲気中に１６８
時間放置して吸湿処理を行った後、ＭＡＸ温度２６０℃
のＩＲリフロー炉に３回通し、この時点でのパッケージ
のクラック発生率を調べた。さらにパッケージを１２７
℃の飽和水蒸気雰囲気中に放置し、プレッシャクッカ試
験を行い、不良（リーク不良、オープン不良）発生率を
調べた。結果を表２に示す。なお、表２における不良発
生率は、（不良発生数／試料数）で示した。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】表１、２からも明らかなように、本発明の
実施例の封止用樹脂組成物は、難燃性に優れ、かつ、耐
湿信頼性も良好であった。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
難燃性、成形性および耐湿信頼性等が良好で、かつ、低
応力化が可能な封止用樹脂組成物、およびそれを用いた
高信頼性の電子部品封止装置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） //(Ｃ０８Ｌ 63/00 85:02） Ｆターム(参考） 4J002 CC04X CD01W CD02W CD05W CD06W CE00X DE116 DE136 DE146 DE236 DF006 DJ006 DJ046 FA046 FA086 FD090 FD150 GQ01 4J036 AA01 AB07 AD07 AD08 AF06 AF08 DA01 FB06 FB07 FB08 JA07 KA05 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB03 EB07 EB12 EB19 EC04 EC20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール
   樹脂、（Ｃ）次式［Ｉ］ 【化１】 で示されるホスファゼン系フッ素ゴムおよび（Ｄ）無機
   充填剤を必須成分として含有する封止用樹脂組成物であ
   って、前記（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂
   および（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴムからなる樹脂成
   分に対する前記（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴムの含有
   量が０．５〜３０重量％、かつ前記封止用樹脂組成物全
   体に対するリン成分の含有量が０．０５〜３．０重量
   ％、前記（Ｄ）無機充填剤の含有量が７０〜９５重量％
   であることを特徴とする封止用樹脂組成物。
2. 【請求項２】 前記樹脂組成物全体に対するリン成分の
   含有量が０．１〜１．０重量％であることを特徴とする
   請求項１記載の封止用樹脂組成物。
3. 【請求項３】 前記（Ｃ）ホスファゼン系フッ素ゴム中
   のリン成分の含有量が５重量％以上であることを特徴と
   する請求項１または２記載の封止用樹脂組成物。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項記載の前
   記封止用樹脂組成物の硬化物によって、電子部品が封止
   されてなることを特徴とする電子部品封止装置。