JP2003321534A - エポキシ樹脂組成物および電子部品封止装置 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物および電子部品封止装置

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JP2003321534A
JP2003321534A JP2002129451A JP2002129451A JP2003321534A JP 2003321534 A JP2003321534 A JP 2003321534A JP 2002129451 A JP2002129451 A JP 2002129451A JP 2002129451 A JP2002129451 A JP 2002129451A JP 2003321534 A JP2003321534 A JP 2003321534A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
thiodiphenol
phenol
epoxy
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Saeko Suzuki
佐江子 鈴木
Haruomi Hosokawa
晴臣 細川
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Kyocera Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐吸湿性が良く、加熱および長期保管による
硬化物表面の変色が少ない、エポキシ樹脂組成物および
電子部品封止装置を提供する。 【解決手段】(A)エポキシ樹脂、(B)4,4′−チ
オジフェノールを少なくとも5重量%以上含有するフェ
ノール樹脂、(C)無機充填材および(D)硬化促進剤
を必須成分とし、樹脂組成物に対して、前記(C)無機
充填材を60〜95重量%の割合で含有してなるエポキ
シ樹脂組成物であり、また、該組成物によって封止され
た電子部品封止装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等の電子部
品のエポキシ樹脂組成物とそれにより封止された電子部
品封止装置に関する。更に詳しくは熱による変色、特に
黄変を抑えて、信頼性に優れたエポキシ樹脂組成物およ
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用いられるエポキシ
封止材料、特に無着色・白色のエポキシ封止材料は、そ
の硬化剤として酸無水物やフェノールノボラック型のフ
ェノール樹脂を使用するのが一般的であるが、酸無水物
を使用した封止樹脂は、その吸湿特性の劣化から電子部
品封止装置の信頼性、特に耐湿信頼性を著しく低下させ
てしまう欠点がある。また、フェノールノボラック型の
フェノール樹脂を使用すると、耐湿信頼性は向上するも
のの加熱や長期の保管により、封止樹脂硬化物表面が変
色してしまう欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解消するためになされたもので、耐湿信頼性がよく、
しかもフェノール樹脂を使用しているにもかかわらず、
加熱および長期の保管によっても、封止樹脂硬化物表面
が変色、特に黄変しないエポキシ樹脂組成物および電子
部品封止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】本発明者らは、上記の目
的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、フェノールの
パラ位が硫黄で結合された4,4′−チオジフェノール
を含有したフェノール樹脂を使用することにより、良好
な耐湿性を維持しつつ、熱および長期保管による変色が
抑えられることを見いだし、本発明を完成したものであ
る。
【0005】即ち、本発明は、(A)エポキシ樹脂、
(B)4,4′−チオジフェノールを少なくとも5重量
%以上含有するフェノール樹脂、(C)無機充填材およ
び(D)硬化促進剤を必須成分とし、樹脂組成物に対し
て、前記(C)無機充填材を60〜95重量%の割合で
含有してなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物であ
る。またこのエポキシ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
装置である。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。
【0007】本発明に用いる(A)エポキシ樹脂として
は、その分子中にエポキシ基を2個以上有する化合物で
あれば、分子構造、分子量等特に制限はなく、一般に電
子部品封止用材料に使用されるものを広く包含すること
ができる。例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の芳香族系、シ
クロヘキサン誘導体型等の脂肪族系、また、次の一般式
で示されるエポキシ化合物等である。
【0008】
【化1】 (但し、式中、nは1以上の整数を表す)
【化2】 これらのエポキシ樹脂は、単独もしくは2種以上混合し
て用いることができる。
【0009】本発明に用いる(B)の4,4′−チオジ
フェノールを少なくとも5重量%以上含有するフェノー
ル樹脂は、全体が次の化3に示されてフェノール性水酸
基をもつ4,4′−チオジフェノールであるか、該4,
4′−チオジフェノールとフェノール樹脂との混合物で
あって、全体の樹脂中5重量%以上含有するものであ
る。
【0010】
【化3】 ここで4,4′−チオジフェノールと併用されるフェノ
ール樹脂成分としては、前記(A)エポキシ樹脂と反応
し得るフェノール性水酸基を2個以上有するモノマー、
オリゴマー、ポリマー全般をいう。例えば、フェノール
ノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノー
ルアラルキル樹脂等が挙げられる。これらのフェノール
樹脂は、軟化点、融点、水酸基当量に関しては特に制限
されるものではなく、単独もしくは2種以上混合して用
いる。また、成形性の点からは、全体の(B)フェノー
ル樹脂中に4,4′−チオジフェノールを10〜40重
量%含有するものが好ましく、また併用されるフェノー
ル樹脂成分としては、ノボラック型フェノール樹脂が好
ましい。(B)の4,4′−チオジフェノールを少なく
とも5%以上含有するフェノール樹脂の配合割合は、前
述したエポキシ樹脂のエポキシ基(a)と4,4′−チ
オジフェノールを少なくとも5%以上含有するフェノー
ル樹脂のフェノール性水酸基(b)との当量比[(a)
/(b)]が0.5〜2の範囲内であることが望まし
い。当量比が0.5未満もしくは2を超えると、いずれ
の場合も耐湿性、耐熱性、成形作業性および硬化物の電
気特性が悪くなり、好ましくない。また、変色の観点か
らさらに好ましくは[(a)/(b)]が0.5〜1.
0の範囲内に限定するのが良い。
【0011】本発明に用いる(C)無機充填材として
は、例えば、シリカ粉末、酸化チタンの組合せで用いる
のが一般的であるが、単独で用いることもでき、さらに
その他、アルミナ粉末、窒化ケイ素粉末、窒化アルミ粉
末、ガラス繊維、ウィスカー等を併用して用いることも
できる。無機充填材の配合割合は、全体の樹脂組成物に
対して60〜95重量%の割合で含有することが望まし
い。その割合が60重量%未満では、耐熱性、信頼性が
悪くなり、また、95重量%を超えるとカサバリが大き
くなり、成形性に劣り、実用に適さない。シリカ粉末と
酸化チタンの比率は、特に限定するものではないが、実
用性(白色度)を考慮するとき、酸化チタンは、無機充
填材の10〜50%程度が好ましい。さらに、酸化チタ
ンの粒度は最大粒径が5μm以下、平均粒径が0.1〜
1μmのものが好ましい。
【0012】本発明に用いる(D)硬化促進剤として
は、リン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、D
BU系硬化促進剤その他の硬化促進剤等を広く使用する
ことができ、これらは単独もしくは2種以上混合して用
いることができる。(D)硬化促進剤の配合割合は、全
体の樹脂組成物に対して0.01〜5重量%の割合で含
有することが望ましい。その割合が0.01重量%未満
では、樹脂組成物のゲルタイムが長く、硬化特性も悪く
なり、また、5重量%を超えると極端に流動性が悪くな
り成形性に劣り、さらに電気特性も悪くなり耐湿性に劣
り好ましくない。本発明のエポキシ樹脂組成物は、前述
した(A)エポキシ樹脂、(B)4,4′−チオジフェ
ノールを少なくとも5重量%以上含有するフェノール樹
脂、(C)無機充填材および(D)硬化促進剤を必須成
分とするが、本発明の目的に反しない限度において、ま
た必要に応じて、例えば臭素化エポキシ化合物に代表さ
れる臭素系難燃剤、縮合リン酸エステルに代表されるリ
ン系難燃剤、無機系難燃剤等の難燃剤および難燃助剤、
天然ワックス類、合成ワックス類、エステル類等の離型
剤、エラストマー等の低応力化のための成分、着色剤、
シランカップリング剤等の無機充填材の処理剤等を適
宜、添加配合することができる。さらに、HCA等の酸
化防止剤を添加、もしくはフェノール樹脂などへの予備
添加をすることもできる。
【0013】本発明のエポキシ樹脂組成物を成形材料と
して調製する場合の一般的な方法としては、前述したエ
ポキシ樹脂、4,4′−チオジフェノールを少なくとも
5重量%以上含有するフェノール樹脂、無機充填材、硬
化促進剤、その他成分を配合し、ミキサー等によって十
分均一に混合した後、さらに熱ロールによる溶融混合処
理又はニーダ等による混合処理を行い、次いで冷却固化
させ、適当な大きさに粉砕して成形材料とすることがで
きる。ただし、ミキサー等によって十分均一に混合でき
る場合は、4,4′−チオジフェノールとフェノール樹
脂を別々に配合し、同様の処理により成形材料を得るこ
とが可能である。こうして得られた成形材料は、半導体
装置をはじめとする電子部品あるいは電気部品の封止、
被覆、絶縁等に適用すれば、優れた特性と信頼性を付与
させることができる。
【0014】本発明の電子部品封止装置は、上記のよう
にして得られた封止用樹脂を用いて、電子部品半導体を
封止することにより容易に製造することができる。封止
の最も一般的な方法としては、低圧トランスファー成形
法があるが、射出成形、圧縮成形、注型等による封止も
可能である。エポキシ樹脂組成物を封止の際に加熱して
硬化させ、最終的にはこの組成物の硬化物によって封止
された電子部品封止装置が得られる。加熱による硬化
は、150℃以上に加熱して硬化させることが望まし
い。封止を行う電子部品としては、例えば半導体素子に
挙げられる、集積回路、大規模集積回路、トランジス
タ、サイリスタ、ダイオード、コンデンサおよび光半導
体等で特に限定されるものではない。
【0015】
【作用】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物および電子
部品封止装置は、樹脂成分として4,4′−チオジフェ
ノールを少なくとも5重量%以上含有するフェノール樹
脂を用いたことによって、目的とする特性が得られるも
のである。即ち、4,4′−チオジフェノールを少なく
とも5重量%以上含有するフェノール樹脂は、十分な耐
湿信頼性を保ちながら、硬化物の変色度の小ささから電
子部品装置の外観を良好に維持することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】次に本発明を実施例によって具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定
されるものではない。以下の実施例および比較例におい
て「%」とは「重量%」を意味する。
【0017】実施例1 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のESCN−19
5XL(住友化学工業社製、商品名、エポキシ当量20
0)12%、4,4′−チオジフェノールのYLH(ジ
ャパンエポキシ社製、商品名)7%、イミダゾールのC
11Z(四国化成社製、商品名)0.5%、シリカ粉末
(平均粒径20μm)54.5%、酸化チタン(平均粒
径0.3μm)25%およびカルナバワックス1%を配
合し、室温で混合し、さらに90〜95℃で混練、これ
を冷却粉砕して成形材料を製造した。
【0018】こうして製造した成形材料を175℃に加
熱した金型内にトランスファー注入し、硬化させて成形
品(封止品)をつくった。この製品について色相および
その変化、吸湿特性の試験を行い、その結果を表1に示
した。
【0019】実施例2 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のESCN−19
5XL(住友化学工業社製、商品名、エポキシ当量20
0)12%、4,4′−チオジフェノールのYLH(ジ
ャパンエポキシ社製、商品名)とノボラック型フェノー
ル樹脂のBRG(昭和高分子社製商品名、フェノール当
量104)が1:1の割合に混合された混合物7%、イ
ミダゾールのC11Z(四国化成社製、商品名)0.5
%、シリカ粉末(平均粒径20μm)54.5%、酸化
チタン(平均粒径0.3μm)25%、およびカルナバ
ワックス1%を配合し、室温で混合し、さらに90〜9
5℃で混練、これを冷却粉砕して成形材料を製造した。
【0020】こうして製造した成形材料を175℃に加
熱した金型内にトランスファー注入し、硬化させて成形
品(封止品)をつくった。この製品について燃焼性、信
頼性の試験を行い、その結果を表1に示した。
【0021】実施例3 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のESCN−19
5XL(住友化学工業社製、商品名、エポキシ当量20
0)12%、4,4′−チオジフェノールのYLH(ジ
ャパンエポキシ社製、商品名)とノボラック型フェノー
ル樹脂のBRG(昭和高分子社製商品名、フェノール当
量104)が1:4の割合に混合された混合物7%、シ
リカ粉末(平均粒径20μm)54.5%、酸化チタン
(平均粒径0.3μm)25%、およびカルナバワック
ス1%を配合し、室温で混合し、さらに90〜95℃で
混練、これを冷却粉砕して成形材料を製造した。
【0022】こうして製造した成形材料を175℃に加
熱した金型内にトランスファー注入し、硬化させて成形
品(封止品)をつくった。この製品について燃焼性、信
頼性の試験を行い、その結果を表1に示した。
【0023】比較例1 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のESCN−19
5XL(住友化学工業社製、商品名、エポキシ当量20
0)12%、ノボラック型フェノール樹脂のBRG(昭
和高分子社製商品名、フェノール当量104)7%、シ
リカ粉末(平均粒径20μm)54.5%、酸化チタン
(平均粒径0.3μm)25%およびカルナバワックス
1%を配合し、室温でロールミルにて混練し、さらに9
0〜95℃で混練、これを冷却粉砕して成形材料を製造
した。
【0024】こうして製造した成形材料を175℃に加
熱した金型内にトランスファー注入し、硬化させて成形
品(封止品)をつくった。この製品について燃焼性、信
頼性の試験を行い、その結果を表1に示した。
【0025】
【表1】 *1:175℃,2分間のトランスファー成形によって
得られた成形品を、175度のオーブンに入れ、初期、
4時間後、8時間後に色相(a/b/L)の変化を色相
計で測定した。
【0026】*2:175℃で2分間トランスファー成
形によって得られた50mmφ×3mmの試験片を17
0℃×8hの後硬化をした後、127℃,2.5気圧,
24hの吸湿処理を行い、その重量変化により求めた。
【0027】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明のエポキシ樹脂組成物は吸湿特性に優れてお
り、かつその硬化物の変色が少ない。そのため、この樹
脂組成物で電子部品を封止することにより、長期にわた
る使用をした場合にも電子部品封止装置の外観の変色を
著しく低減できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 CC042 CC052 CD021 CD051 CD061 CD071 CE002 DE137 DE147 DF017 DJ007 DJ017 DL007 EU118 EV076 FA047 FA067 FD017 FD146 FD158 GQ05 4J036 AA02 DA04 DA06 DD02 FA01 FA05 FA06 FB07 JA07 4M109 AA01 CA21 EA02 EB03 EB04 EB12 EC01 EC14 EC15

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)4,4′−
    チオジフェノールを少なくとも5重量%以上含有するフ
    ェノール樹脂、(C)無機充填材および(D)硬化促進
    剤を必須成分とし、樹脂組成物に対して、前記(C)無
    機充填材を60〜95重量%の割合で含有してなること
    を特徴とするエポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 (B)4,4′−チオジフェノールを少
    なくとも5%以上含有するフェノール樹脂におけるフェ
    ノール樹脂成分が、ノボラック型フェノール樹脂である
    請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 (C)無機充填材が、酸化チタンを含む
    請求項1または2記載のエポキシ樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3いずれか記載のエポキシ樹
    脂組成物の硬化物により、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。
JP2002129451A 2002-05-01 2002-05-01 エポキシ樹脂組成物および電子部品封止装置 Pending JP2003321534A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007031514A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Kyocera Chemical Corp 白色エポキシ樹脂組成物および電子部品

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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