JP2005232266A - 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 - Google Patents
封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005232266A JP2005232266A JP2004041365A JP2004041365A JP2005232266A JP 2005232266 A JP2005232266 A JP 2005232266A JP 2004041365 A JP2004041365 A JP 2004041365A JP 2004041365 A JP2004041365 A JP 2004041365A JP 2005232266 A JP2005232266 A JP 2005232266A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- sealing
- component
- molding material
- resin molding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 0 C*C(C)C(O*(*C(C)(C)N)=O)=O Chemical compound C*C(C)C(O*(*C(C)(C)N)=O)=O 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
【課題】特に薄型パッケージに良好なパッケージ外観を与える封止用エポキシ樹脂成形材料、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)重量平均分子量が1000以上4000未満、かつ、酸化型の、エチレン及びプロピレンの少なくともいずれかの、重合体及び共重合体の少なくとも一方、(D)炭素数5〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物を炭素数5〜25の一価アルコールでエステル化した化合物、を必須成分とす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。
【選択図】なし
【解決手段】(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)重量平均分子量が1000以上4000未満、かつ、酸化型の、エチレン及びプロピレンの少なくともいずれかの、重合体及び共重合体の少なくとも一方、(D)炭素数5〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物を炭素数5〜25の一価アルコールでエステル化した化合物、を必須成分とす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。
【選択図】なし
Description
本発明は、良好なパッケージ外観を与え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で封止した素子を備えた電子部品装置に関する。
従来から、トランジスタ、IC、LSI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。
近年は、電子部品装置の小型・軽量化、高性能・高機能化を図るために素子の高密度実装化、配線の微細化、多層化、多ピン化、素子のパッケージに対する占有面積増大化等が進んでおり、同時に、従来のDIP(Dual Inline Package)、PGA(Pin Grid Aray)等から、QFP(Quad Flat Package)、SOP(Small Outline Package)、SOJ(Small Outline J-lead package)、さらにはTSOP(Thin Small Outline Package)、TQFP(Thin Quad Flat Package)等へと、電子部品装置の薄型化が進んでいる。
封止材には、金型からの円滑な脱型を目的に離型剤を内部添加することが多いが、離型剤には、基本的に 封止用エポキシ樹脂成形材料を構成するエポキシ樹脂、硬化剤等とは相溶しない化合物が用いられる為、樹脂への分散不具合等に起因するパッケージの外観不良の原因となり易いという本質的な問題を抱える。パッケージの薄型化は、金型内での樹脂の流動挙動を、その充填位置によって大きく変動させる要因ともなっており、前記した、離型剤の樹脂への分散不具合と併せ、パッケージの外観不良を助長させる一因となっている。パッケージの外観不良防止に対しては、例えば特許文献1等の報告がある。
特開2003−64239公報
封止材には、金型からの円滑な脱型を目的に離型剤を内部添加することが多いが、離型剤には、基本的に 封止用エポキシ樹脂成形材料を構成するエポキシ樹脂、硬化剤等とは相溶しない化合物が用いられる為、樹脂への分散不具合等に起因するパッケージの外観不良の原因となり易いという本質的な問題を抱える。パッケージの薄型化は、金型内での樹脂の流動挙動を、その充填位置によって大きく変動させる要因ともなっており、前記した、離型剤の樹脂への分散不具合と併せ、パッケージの外観不良を助長させる一因となっている。パッケージの外観不良防止に対しては、例えば特許文献1等の報告がある。
しかし、特に薄型パッケージの外観不良防止に対しては、成形時におけるパッケージ内への樹脂の流動口(ゲート口)付近に離型剤ムラが出来易い等、その効果が必ずしも充分ではない。
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、特に薄型パッケージに良好なパッケージ外観を与える封止用エポキシ樹脂成形材料、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。
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、特に薄型パッケージに良好なパッケージ外観を与える封止用エポキシ樹脂成形材料、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。
本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、封止用エポキシ樹脂成形材料に、特定の二種の離型剤を併用することにより上記の目的を達成しうることを見い出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1) (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)重量平均分子量が1000以上4000未満、かつ、酸化型の、エチレン及びプロピレンの少なくともいずれかの、重合体及び共重合体の少なくとも一方、(D)炭素数5〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物を炭素数5〜25の一価アルコールでエステル化した化合物、を必須成分とする封止用エポキシ樹脂成形材料、
(2) 前記(C)成分及び(D)成分のうちの少なくとも一つが、(A)成分の一部又は全部と予備混合されてなる(1)に記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
(3) (1)、(2)のいずれかに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。
(1) (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)重量平均分子量が1000以上4000未満、かつ、酸化型の、エチレン及びプロピレンの少なくともいずれかの、重合体及び共重合体の少なくとも一方、(D)炭素数5〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物を炭素数5〜25の一価アルコールでエステル化した化合物、を必須成分とする封止用エポキシ樹脂成形材料、
(2) 前記(C)成分及び(D)成分のうちの少なくとも一つが、(A)成分の一部又は全部と予備混合されてなる(1)に記載の封止用エポキシ樹脂成形材料、
(3) (1)、(2)のいずれかに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。
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、特に薄型パッケージのパッケージ汚れに優れ、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信頼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。
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、ビスフェノールA/D等のジグリシジルエーテル、アルキル置換又は非置換のビフェノールのジグリシジルエーテルであるビフェニル型エポキシ樹脂、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・アラルキル樹脂や、ビフェニル・アラルキル樹脂のエポキシ化物、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であるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、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、硫黄原子含有エポキシ樹脂、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、脂環族エポキシ樹脂、及びこれらのエポキシ樹脂をシリコーン、アクリロニトリル、ブタジエン、イソプレン系ゴム、ポリアミド系樹脂等により変性した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。
なかでも、薄型パッケージへの適用を考えた場合、流動性、信頼性等の観点から、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニル・アラルキル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、及び硫黄原子含有エポキシ樹脂が好ましく、これらの樹脂の少なくとも1種を含有していることが好ましい。
なかでも、薄型パッケージへの適用を考えた場合、流動性、信頼性等の観点から、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニル・アラルキル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、及び硫黄原子含有エポキシ樹脂が好ましく、これらの樹脂の少なくとも1種を含有していることが好ましい。
ビフェニル型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式(I)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
(ここで、R1〜R8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、たとえば、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。なかでも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。
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、たとえば、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。なかでも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。
ビフェニル・アラルキル型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式(II)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
(ここで、R1〜R8は水素原子、置換又は非置換の炭素数1〜10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。R9は炭素数1〜6のアルキル基を示し、i個全てが同一でも異なっていてもよい。n及びiは0又は1〜3の整数を示す。)
上記一般式(II)で示されるビフェニル・アラルキル型エポキシ樹脂は、ビフェニル・アラルキル型フェノール樹脂にエピクロルヒドリンを公知の方法で反応させることによって得られる。一般式(II)中のR1〜R9としては、たとえば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等の炭素数1〜10のアルケニル基などが挙げられ、なかでも水素原子又はメチル基が好ましい。このような化合物としては、R1〜R9のすべてが水素原子であるCER-3000L(日本化薬社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記一般式(II)で示されるビフェニル・アラルキル型エポキシ樹脂は、ビフェニル・アラルキル型フェノール樹脂にエピクロルヒドリンを公知の方法で反応させることによって得られる。一般式(II)中のR1〜R9としては、たとえば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等の炭素数1〜10のアルケニル基などが挙げられ、なかでも水素原子又はメチル基が好ましい。このような化合物としては、R1〜R9のすべてが水素原子であるCER-3000L(日本化薬社製商品名)等が市販品として入手可能である。
ビスフェノール型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式(III)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
(ここで、R1〜R10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又は1〜3の整数を示す。)
上記一般式(III)で示されるビスフェノール型エポキシ樹脂は、ビスフェノール化合物にエピクロルヒドリンを公知の方法で反応させることによって得られる。一般式(III)中のR1〜R10としては、たとえば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等の炭素数1〜10のアルケニル基などが挙げられ、なかでも水素原子又はメチル基が好ましい。
上記一般式(III)で示されるビスフェノール型エポキシ樹脂は、ビスフェノール化合物にエピクロルヒドリンを公知の方法で反応させることによって得られる。一般式(III)中のR1〜R10としては、たとえば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等の炭素数1〜10のアルケニル基などが挙げられ、なかでも水素原子又はメチル基が好ましい。
硫黄原子含有エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式(IV)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
(ここで、R1〜R8は水素原子、置換又は非置換の炭素数1〜10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(IV)で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂のなかでも、R1〜R8が水素原子、置換又は非置換の炭素数1〜10のアルキル基及び置換又は非置換の炭素数1〜10のアルコキシ基から選ばれるエポキシ樹脂が好ましく、R1、R4、R5及びR8が水素原子で、R2、R3、R6及びR7がアルキル基であるエポキシ樹脂がより好ましく、R1、R4、R5及びR8が水素原子で、R2及びR7がメチル基で、R3及びR6がt−ブチル基であるエポキシ樹脂がさらに好ましい。このような化合物としては、YSLV−120TE(新日鐵化学社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記一般式(IV)で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂のなかでも、R1〜R8が水素原子、置換又は非置換の炭素数1〜10のアルキル基及び置換又は非置換の炭素数1〜10のアルコキシ基から選ばれるエポキシ樹脂が好ましく、R1、R4、R5及びR8が水素原子で、R2、R3、R6及びR7がアルキル基であるエポキシ樹脂がより好ましく、R1、R4、R5及びR8が水素原子で、R2及びR7がメチル基で、R3及びR6がt−ブチル基であるエポキシ樹脂がさらに好ましい。このような化合物としては、YSLV−120TE(新日鐵化学社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記4種のエポキシ樹脂はいずれか1種を単独で用いても2種以上を組合わせて用いてもよいが、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合わせて20重量%以上とすることが好ましく、30重量%以上がより好ましく、50重量%以上とすることがさらに好ましい。
本発明において用いられる(B)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、たとえば、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、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型フェノール樹脂、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、ビフェニル・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂、フェノール類及び/又はナフトール類とジシクロペンタジエンから共重合により合成される、ジシクロペンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、テルペン変性フェノー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。
なかでも、薄型パッケージへの適用を考えた場合、特に信頼性等の観点から、下記一般式(V)で表されるフェノール・アラルキル樹脂、ビフェニル・アラルキル樹脂及びナフトール・アラルキル樹脂が好ましく、これらのフェノール樹脂の少なくとも1種を含有していることが好ましい。
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
なかでも、薄型パッケージへの適用を考えた場合、特に信頼性等の観点から、下記一般式(V)で表されるフェノール・アラルキル樹脂、ビフェニル・アラルキル樹脂及びナフトール・アラルキル樹脂が好ましく、これらのフェノール樹脂の少なくとも1種を含有していることが好ましい。
上記一般式(V)で示されるフェノール樹脂としては、たとえば、下記一般式(VI)及び(VII)で示されるフェノール樹脂等が挙げられる。
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
上記一般式(VI)で示されるフェノール・アラルキル樹脂としては、市販品として三井化学株式会社製商品名XLCが挙げられ、上記一般式(VII)で示されるビフェニル・アラルキル樹脂としては、市販品として明和化成株式会社製商品名MEH−7851が挙げられる。
上記一般式(VI)で示されるフェノール・アラルキル樹脂としては、市販品として三井化学株式会社製商品名XLCが挙げられ、上記一般式(VII)で示されるビフェニル・アラルキル樹脂としては、市販品として明和化成株式会社製商品名MEH−7851が挙げられる。
上記一般式(V)で示されるナフトール・アラルキル樹脂としては、たとえば、下記一般式(VIII)及び(IX)で示される樹脂等が挙げられる。
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
上記一般式(VIII)で示されるナフトール・アラルキル樹脂としては、市販品として新日鐵化学株式会社製商品名SN−170が挙げられ、上記一般式(IX)で示されるナフトール・アラルキル樹脂としては、市販品として新日鐵化学株式会社製商品名SN−475が挙げられる。
上記一般式(VIII)で示されるナフトール・アラルキル樹脂としては、市販品として新日鐵化学株式会社製商品名SN−170が挙げられ、上記一般式(IX)で示されるナフトール・アラルキル樹脂としては、市販品として新日鐵化学株式会社製商品名SN−475が挙げられる。
上記フェノール・アラルキル樹脂、ビフェニル・アラルキル樹脂及びナフトール・アラルキル樹脂は、いずれか1種を単独で用いても2種以上を組合わせて用いてもよいが、その配合量は硬化剤全量に対して合わせて60重量%以上とすることが好ましく、80重量%以上がより好ましい。
(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、0.6〜1.5がより好ましい。成形性、耐リフロー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。
本発明において用いられる(C)成分の、重量平均分子量が1000以上4000未満、かつ、酸化型の、エチレン及びプロピレンの少なくともいずれかの、重合体及び共重合体の少なくとも一方(以下、(共)重合体という。)、は、離型剤として働くものである。(C)成分はポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはエチレン/プロピレンの共重合体のいずれでも、また、両重合体の併用であっても、重合体と共重合体との併用であってもよい。また、前記(共)重合体は、直鎖型に制限されず、分枝、環状を含んでも良い。(C)成分が共重合体の場合、ブロック型、ランダム型のどちらでもよく、複数種併用してもよく、共重合比も特に限定されない。
本発明の効果を得る為には、(C)成分の重量平均分子量が1000以上4000未満であることが必要である。重量平均分子量が1000未満では金型離型性の点で不充分であり、4000以上ではパッケージ汚れの点で不充分となる。本発明の効果を得る為には、重量平均分子量が1500〜3500の範囲であることが好ましい。ここで、重量平均分子量は、高温GPCで測定した値をいう。
高温GPCでの重量平均分子量の測定方法は、以下のとおりである。
溶媒:オルソジクロロベンゼン、温度:140℃、標準物質:ポリスチレン
測定器:Waters社製高温GPC
カラム:ポリマーラボラトリーズ社製商品名PLgel MIXED‐B
10μm(7.5mm×300mm)×2本
流量:1.0ml/分(試料濃度:0.3w/vol%)
注入量:100μl
(C)成分は又、その効果を発揮する為には酸化型であることが必要である。ここで、酸化型とは、−COOH基を有することを示す。非酸化型は樹脂への分散が困難となり、パッケージ汚れの点で不利となる。本発明の効果を得る為には、(C)成分の酸価は15〜30mgKOH/gであることが好ましい。
高温GPCでの重量平均分子量の測定方法は、以下のとおりである。
溶媒:オルソジクロロベンゼン、温度:140℃、標準物質:ポリスチレン
測定器:Waters社製高温GPC
カラム:ポリマーラボラトリーズ社製商品名PLgel MIXED‐B
10μm(7.5mm×300mm)×2本
流量:1.0ml/分(試料濃度:0.3w/vol%)
注入量:100μl
(C)成分は又、その効果を発揮する為には酸化型であることが必要である。ここで、酸化型とは、−COOH基を有することを示す。非酸化型は樹脂への分散が困難となり、パッケージ汚れの点で不利となる。本発明の効果を得る為には、(C)成分の酸価は15〜30mgKOH/gであることが好ましい。
(C)成分の配合量は、特に制限はないが、本発明の効果を得る為には、エポキシ樹脂に対し0.5〜10重量%とすることが好ましく、1〜5重量%とするのがより好ましく、2〜4重量%とすることが特に好ましい。0.5重量%未満では金型離型性の点で不充分であり、10重量%を超えるとパッケージ汚れの点で不充分となる傾向がある。
本発明において用いられる(D)成分の炭素数5〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物を炭素数5〜25の一価のアルコールでエステル化した化合物も、離型剤として働くものである。(D)成分の化合物は、(C)成分の、上記(共)重合体、及び、(A)成分のエポキシ樹脂それぞれと相溶性が高く、金型・パッケージ汚れを防ぐのに有効である。
(D)成分に用いられる炭素数5〜30のα−オレフィンとしては、特に制限はないが、例えば、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、1−ドコセン、1−トリコセン、1−テトラコセン、1−ペンタコセン、1−ヘキサコセン、1−ヘプタコセン等の直鎖型α−オレフィン、3−メチル−1−ブテン、3,4−ジメチル−ペンテン、3−メチル−1−ノネン、3,4−ジメチル−オクテン、3−エチル−1−ドデセン、4−メチル−5−エチル−1−オクタデセン、3,4,5−トリエチル−1−1−エイコセン等の分岐型α−オレフィンなどが挙げられ、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。中でも炭素数10〜25の直鎖型α−オレフィンが好ましく、1−エイコセン、1−ドコセン、1−トリコセン等の炭素数15〜25の直鎖型α−オレフィンがより好ましい。
(D)成分に用いられる炭素数5〜25の一価のアルコールとしては、特に制限はないが、例えば、アミルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール等の直鎖型又は分岐型の脂肪族飽和アルコール、ヘキセノール、2−ヘキセン−1−オール、1−ヘキセン−3−オール、ペンテノール、2−メチル−1ペンテノール等の直鎖型又は分岐型の脂肪族不飽和アルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール等の脂環式アルコール、ベンジルアルコール、シンナミルアルコール等の芳香族アルコール、フルフリルアルコール等の複素環式アルコールなどが挙げられ、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。炭素数10〜20の直鎖型アルコールが好ましく、炭素数15〜20の直鎖型脂肪族飽和アルコールがより好ましい。
本発明の(D)成分における炭素数5〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物は、特に制限はないが、例えば、下記一般式(X)で示される化合物、下記一般式(XI)で示される化合物等が挙げられ、市販品としては、1−エイコセン、1−ドコセン及び1−トリコセンを原料として用いたニッサンエレクトールD121(日本油脂株式会社製商品名)が入手可能である。
上記一般式(X)及び(XI)中のRは、炭素数3〜28の一価の脂肪族炭化水素基を示し、nは1以上の整数である。mは、α−オレフィンと無水マレイン酸の共重合比を示し、特に制限はないが、α−オレフィンをXモル、無水マレイン酸をYモルとした場合、X/Y、すなわち、mは1/2〜10/1が好ましく、ほぼ等モル程度の1/1前後がより好ましい。
炭素数5〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物の製造方法としては、特に制限はなく、原材料を反応させる等の一般的な共重合方法を用いることができる。反応には、α−オレフィンと無水マレイン酸が溶解可能な有機溶剤等を用いてもよい。有機溶剤としては特に制限はないが、トルエンが好ましく、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、アミン系溶剤等も使用できる。反応温度は、使用する有機溶剤の種類によっても異なるが、反応性、生産性の観点から、50〜200℃とすることが好ましく、80〜120℃がより好ましい。反応時間は、共重合物が得られれば特に制限はないが、生産性の観点から1〜30時間とするのが好ましく、より好ましくは2〜15時間、さらに好ましくは4〜10時間である。反応終了後、必要に応じて、加熱減圧下等で未反応成分、溶剤等を除去することができる。その条件は、温度を100〜220℃、より好ましくは120〜180℃、圧力を13.3×103Pa以下、より好ましくは8×103Pa以下、時間を0.5〜10時間とすることが好ましい。また、反応には、必要に応じてアミン系触媒、酸触媒等の反応触媒を加えてもよい。反応系のpHは、1〜10程度とするのが好ましい。
炭素数5〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸の共重合物を炭素数5〜25の一価のアルコールでエステル化する方法としては、特に制限はなく、共重合物に一価アルコールを付加反応させる等の一般的手法を挙げることができる。炭素数5〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸の共重合物と一価アルコールの反応モル比は、特に制限はなく、任意に設定可能であるが、この反応モル比を調整することによって、親水性の程度をコントロールすることが可能であるので、目的の封止用成形材料に合わせて適宜設定することが好ましい。反応には、α−オレフィンと無水マレイン酸が溶解可能な有機溶剤等を用いてもよい。有機溶剤としては特に制限はないが、トルエンが好ましく、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、アミン系溶剤等も使用できる。反応温度は、使用する有機溶剤の種類によっても異なるが、反応性、生産性の観点から、50〜200℃とすることが好ましく、80〜120℃がより好ましい。反応時間は、共重合物が得られれば特に制限はないが、生産性の観点から1〜30時間とするのが好ましく、より好ましくは2〜15時間、さらに好ましくは4〜10時間である。反応終了後、必要に応じて、加熱減圧下等で未反応成分、溶剤等を除去することができる。その条件は、温度を100〜220℃、より好ましくは120〜180℃、圧力を13.3×103Pa以下、より好ましくは8×103Pa以下、時間を0.5〜10時間とすることが好ましい。また、反応には、必要に応じてアミン系触媒、酸触媒等の反応触媒を加えてもよい。反応系のpHは、1〜10程度とするのが好ましい。
(D)成分の化合物としては、例えば、下記の式(a)又は(b)で示されるジエステル、及び、式(c)〜(f)で示されるモノエステルから選ばれる1種以上を、繰り返し単位として構造中に含む化合物等が挙げられ、式(g)又は(h)で示されるノンエステルを含んでいても良い。このような化合物としては、主鎖骨格中に(1)(a)〜(f)のいずれか1種単独で構成されるもの、(2)(a)〜(f)のいずれか2種以上をランダムに含むもの、規則的に含むもの、ブロック状に含むもの(3)(a)〜(f)のいずれか1種又は2種以上と(g)及び/又は(h)をランダムに含むもの、規則的に含むもの、ブロック状に含むもの、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。また、(4)(g)及び(h)をランダムに含むもの、規則的に含むもの、ブロック状に含むもの、及び/又は、(5)(g)又は(h)それぞれ単独で構成されるものを含んでいてもよい。(D)成分のエステル化率は(C)成分との組み合わせにより適宜選択可能であるが、薄型パッケージの汚れ防止の観点からは、50%以上とすることが好ましく、式(c)〜(f)で示されるモノエステルのいずれか1種又は2種以上を合わせて50モル%以上含む化合物が好ましく、70モル%以上含む化合物がより好ましい。
(D)成分の重量平均分子量は、金型・パッケージ汚れ防止及び成形性の観点から、5000〜100000が好ましく、10000〜70000がより好ましく、15000〜50000がさらに好ましい。重量平均分子量が5000未満では金型・パッケージ汚れ防止効果が不十分な傾向があり、100000を超えると化合物の軟化点が上昇し、混練性等に劣る傾向がある。ここで、重量平均分子量は、GPCで測定した値をいう。
(D)成分の配合量は、特に制限はないが、エポキシ樹脂(A)に対して0.5〜10重量%が好ましい。
(D)成分の配合量は、特に制限はないが、エポキシ樹脂(A)に対して0.5〜10重量%が好ましい。
本発明の(C)成分及び(D)成分の離型剤は、金型・パッケージ汚れの防止の観点から、少なくとも一方を、エポキシ樹脂(A)の一部又は全部と予備混合されていることが好ましい。(C)成分及び/又は(D)成分を、エポキシ樹脂(A)と予備混合すると、これらのベース樹脂中での分散性が上がり、金型・パッケージ汚れを防ぐ効果がある。
予備混合の方法は特に制限するものではなく、(C)成分及び/又は(D)成分の離型剤がエポキシ樹脂中に分散されればよく、例えば、室温〜220℃で0.5〜20時間攪拌する等の方法が挙げられる。分散性、効率性の観点からは、温度を100〜200℃、より好ましくは150〜170℃、攪拌時間を1〜10時間、より好ましくは3〜6時間とすることが好ましい。(C)成分及び/又は(D)成分は、(A)成分のエポキシ樹脂全量と予備混合してもかまわないが、エポキシ樹脂(A)の一部と予備混合することでも十分な効果が得られる。その場合、エポキシ樹脂の量は(A)成分の10〜50重量%とすることが好ましい。
予備混合の方法は特に制限するものではなく、(C)成分及び/又は(D)成分の離型剤がエポキシ樹脂中に分散されればよく、例えば、室温〜220℃で0.5〜20時間攪拌する等の方法が挙げられる。分散性、効率性の観点からは、温度を100〜200℃、より好ましくは150〜170℃、攪拌時間を1〜10時間、より好ましくは3〜6時間とすることが好ましい。(C)成分及び/又は(D)成分は、(A)成分のエポキシ樹脂全量と予備混合してもかまわないが、エポキシ樹脂(A)の一部と予備混合することでも十分な効果が得られる。その場合、エポキシ樹脂の量は(A)成分の10〜50重量%とすることが好ましい。
また、(C)成分又は(D)成分のいずれか一方をエポキシ樹脂と予備混合することで、分散性向上の効果が得られるが、(C)成分及び(D)成分の両者をエポキシ樹脂と予備混合した方がより効果が高く好ましい。予備混合する場合の3成分の添加順序は、特に制限はなく、全てを同時に添加混合しても、(C)成分又は(D)成分のいずれか一方とエポキシ樹脂を添加混合した後に、もう一方の成分を添加混合してもよい。
本発明には、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分以外にも、封止用エポキシ樹脂成形材料において通常使用される硬化促進剤を、特に制限なく用いることができる。硬化促進剤の例を挙げれば、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級アミン化合物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化合物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、及びこれらの有機ホスフィンに無水マレイン酸、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化合物等の有機リン化合物、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。中でも成形性の観点から、有機リン化合物が好ましく、有機ホスフィン及び有機ホスフィンとキノン化合物との付加物がより好ましく、トリフェニルホスフィン、及び、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、トリス(4−メトキシフェニル)ホスフィン等の第三ホスフィンとp−ベンゾキノン、1,4−ナフトキノン等のキノン化合物との付加物がさらに好ましい。
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、エポキシ樹脂(A)に対して0.1〜10重量%が好ましく、より好ましくは1〜5重量%である。0.1重量%未満では短時間での硬化性に劣る傾向があり、10重量%を超えると硬化速度が速すぎて未充填等により良好な成形品を得ることが困難になる傾向がある。
本発明では又、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、無機充填剤を配合することが可能である。無機充填剤としては、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80重量%以上が好ましく、84〜96重量%の範囲がより好ましく、88〜92重量%がさらに好ましい。80重量%未満では信頼性が低下する傾向があり、96重量%を超えると成形性が低下する傾向がある。
無機質充填剤の配合量は、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80重量%以上が好ましく、84〜96重量%の範囲がより好ましく、88〜92重量%がさらに好ましい。80重量%未満では信頼性が低下する傾向があり、96重量%を超えると成形性が低下する傾向がある。
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内で、ステアリン酸、ステアリン酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス、ステアリン酸アミド、モンタン酸メチルモノアミド等のアミド系ワックス等、従来公知の離型剤を、(C)成分及び(D)成分以外に併用することができる。
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や、アンチモン、ビスマス、ジルコニウム、チタン、スズ、マグネシウム、アルミニウムから選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらを単独で又は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(XII)で示されるハイドロタルサイト及びビスマスの含水酸化物が好ましい。
(化14)
Mg1−XAlX(OH)2(CO3)X/2・mH2O ……(XII)
(0<X≦0.5、mは正の整数)
陰イオン交換体の配合量は、ハロゲンイオン等のイオン性不純物を捕捉できる十分な量であれば特に制限はないが、(A)成分のエポキシ樹脂に対して0.1〜30重量%が好ましく、1〜10重量%がより好ましく、2〜5重量%がさらに好ましい。配合量が0.1重量%未満ではイオン性不純物の捕捉が不十分になる傾向があり、30重量%を超えた場合それ以下に比べて効果に大差がないため経済的に不利である。
(化14)
Mg1−XAlX(OH)2(CO3)X/2・mH2O ……(XII)
(0<X≦0.5、mは正の整数)
陰イオン交換体の配合量は、ハロゲンイオン等のイオン性不純物を捕捉できる十分な量であれば特に制限はないが、(A)成分のエポキシ樹脂に対して0.1〜30重量%が好ましく、1〜10重量%がより好ましく、2〜5重量%がさらに好ましい。配合量が0.1重量%未満ではイオン性不純物の捕捉が不十分になる傾向があり、30重量%を超えた場合それ以下に比べて効果に大差がないため経済的に不利である。
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、無機充填剤に対して0.05〜5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%未満では耐湿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。
上記カップリング剤の配合量は、無機充填剤に対して0.05〜5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%未満では耐湿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。
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、シリコーンオイルやシリコーンゴム粉末等の可撓化剤、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン等のハロゲン原子、アンチモン原子、窒素原子又はリン原子を含む公知の有機又は無機の化合物、金属水酸化物などの難燃剤、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、鉛丹、ベンガラ等の着色剤、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、トリアジン等及びこれらの誘導体、アントラニル酸、没食子酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アミノフェノール、キノリン等及びこれらの誘導体、脂肪族酸アミド化合物、ジチオカルバミン酸塩、チアジアゾール誘導体等の接着促進剤などを必要に応じて配合することができる。
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、ニーダ、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。
また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、各種有機溶剤に溶かして液状封止用エポキシ樹脂成形材料として使用することもでき、この液状封止用エポキシ樹脂成形材料を板又はフィルム上に薄く塗布し、樹脂の硬化反応が余り進まないような条件で有機溶剤を飛散させることによって得られるシートあるいはフィルム状の封止用エポキシ樹脂成形材料として使用することもできる。
また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、各種有機溶剤に溶かして液状封止用エポキシ樹脂成形材料として使用することもでき、この液状封止用エポキシ樹脂成形材料を板又はフィルム上に薄く塗布し、樹脂の硬化反応が余り進まないような条件で有機溶剤を飛散させることによって得られるシートあるいはフィルム状の封止用エポキシ樹脂成形材料として使用することもできる。
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、DIP(Dual Inline Package)、PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、QFP(Quad Flat Package)、SOP(Small Outline Package)、SOJ(Small Outline J-lead package)、TSOP(Thin Small Outline Package)、TQFP(Thin Quad 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(Chip 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。
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。封止用エポキシ樹脂成形材料が常温で液状又はペースト状の場合は、ディスペンス方式、注型方式、印刷方式等が挙げられる。
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、特に薄型パッケージの成形時に、パッケージ内への樹脂の流動口(ゲート口)付近に発生する離型剤ムラを低減できる。例えば、(成形されるパッケージの、ゲート口を有する一辺の長さ)/(成形装置のゲート口の径)の比が、50/1〜5/1である条件下で成形するのに適し、離型剤ムラによる外観不良を防止できる。
また、素子を直接樹脂封止する一般的な封止方法ばかりではなく、素子に直接電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料が接触しない形態である中空パッケージの方式もあり、中空パッケージ用の封止用エポキシ樹脂成形材料としても好適に使用できる。
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は、特に薄型パッケージの成形時に、パッケージ内への樹脂の流動口(ゲート口)付近に発生する離型剤ムラを低減できる。例えば、(成形されるパッケージの、ゲート口を有する一辺の長さ)/(成形装置のゲート口の径)の比が、50/1〜5/1である条件下で成形するのに適し、離型剤ムラによる外観不良を防止できる。
また、素子を直接樹脂封止する一般的な封止方法ばかりではなく、素子に直接電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料が接触しない形態である中空パッケージの方式もあり、中空パッケージ用の封止用エポキシ樹脂成形材料としても好適に使用できる。
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。
(合成例:炭素数5〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物を炭素数5〜25の一価のアルコールでエステル化した化合物(D)の合成)
1−エイコセン、1−ドコセン及び1−トリコセンの混合物と無水マレイン酸との共重合物(日本油脂株式会社製商品名ニッサンエレクトールD121)及びステアリルアルコールをトルエンに溶解して100℃で8時間反応させた後、160℃まで段階的に昇温しながらトルエンを除去し、減圧下160℃で6時間反応を行うことにより未反応成分を除去し、目的の(D)成分の化合物を得た。原料仕込み比を変えることにより、重量平均分子量34000、モノエステル化率70モル%の化合物1、及び、重量平均分子量36100、モノエステル化率100モル%の化合物2が得られた。
一価のアルコールとしてプロピルアルコールを用いた以外は上記と同様にして、重量平均分子量20000、モノエステル化率70モル%の比較化合物1を得た。また、α−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物としてプロピレンと無水マレイン酸との共重合物(共重合比1/1)を用いた以外は上記と同様にして、重量平均分子量23000、モノエステル化率70モル%の比較化合物2を得た。
ここで、化合物1、2及び比較化合物1、2の重量平均分子量は、溶媒としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いて室温GPCで測定した値である。
室温GPCでの重量平均分子量の測定方法は、以下のとおりである。
標準物質:ポリスチレン
測定器:島津製作所製LC−6C
カラム:shodex KF‐802.5+KF‐804+KF‐806
流量:1.0ml/分(試料濃度 約0.2w/vol%)
注入量:200μl。
1−エイコセン、1−ドコセン及び1−トリコセンの混合物と無水マレイン酸との共重合物(日本油脂株式会社製商品名ニッサンエレクトールD121)及びステアリルアルコールをトルエンに溶解して100℃で8時間反応させた後、160℃まで段階的に昇温しながらトルエンを除去し、減圧下160℃で6時間反応を行うことにより未反応成分を除去し、目的の(D)成分の化合物を得た。原料仕込み比を変えることにより、重量平均分子量34000、モノエステル化率70モル%の化合物1、及び、重量平均分子量36100、モノエステル化率100モル%の化合物2が得られた。
一価のアルコールとしてプロピルアルコールを用いた以外は上記と同様にして、重量平均分子量20000、モノエステル化率70モル%の比較化合物1を得た。また、α−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物としてプロピレンと無水マレイン酸との共重合物(共重合比1/1)を用いた以外は上記と同様にして、重量平均分子量23000、モノエステル化率70モル%の比較化合物2を得た。
ここで、化合物1、2及び比較化合物1、2の重量平均分子量は、溶媒としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いて室温GPCで測定した値である。
室温GPCでの重量平均分子量の測定方法は、以下のとおりである。
標準物質:ポリスチレン
測定器:島津製作所製LC−6C
カラム:shodex KF‐802.5+KF‐804+KF‐806
流量:1.0ml/分(試料濃度 約0.2w/vol%)
注入量:200μl。
(実施例1〜6、及び比較例1〜8)
(A)成分の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(ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名エピコートYX−4000H)、(B)成分の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)を用意した。
(C)成分の離型剤として重量平均分子量3000の酸化型ポリエチレン1(クラリアント社製商品名PED522)、及び重量平均分子量3500の酸化型ポリエチレン2(クラリアント社製商品名PED121)、
(C)成分の比較離型剤1として重量平均分子量8000の酸化型ポリエチレン(クラリアント社製商品名PED153)、比較離型剤2として重量平均分子量12000の酸化型ポリエチレン(クラリアント社製商品名PED191)、比較離型剤3として重量平均分子量3500の非酸化型ポリエチレン(クラリアント社製商品名PED520)を用意した。
(D)成分の離型剤として、上記合成例で得られた化合物1及び化合物2、(D)成分の比較離型剤として、上記合成例で得られた比較化合物1及び比較化合物2を用意した。
硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンとp−ベンゾキノンとの付加物、無機充填剤として平均粒径17.5μm、比表面積3.8m2/gの球状溶融シリカ、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)、難燃剤として三酸化アンチモン及びエポキシ当量375、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)、着色剤としてカーボンブラック(三菱化学株式会社製商品名MA−100)を用意した。
これらを、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、実施例及び比較例の封止用エポキシ樹脂成形材料を作製した。
なお、(A)成分のビフェニル型エポキシ樹脂と(C)成分の離型剤又は(C)成分の比較離型剤、並びに(D)成分の離型剤又は(D)成分の比較離型剤は、170℃、6時間の条件で予備混合して用いた。(C)成分の離型剤の重量平均分子量は、溶媒としてオルソジクロロベンゼンを用いて140℃で測定した、高温GPCによる測定値である。測定方法は、以下のとおりである。
測定器:Waters社製高温GPC、標準物質:ポリスチレン
カラム:ポリマーラボラトリーズ社製商品名PLgel MIXED‐B
10μm(7.5mm×300mm)×2本
流量:1.0ml/分(試料濃度:0.3w/vol%)
注入量:100μl
(A)成分の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(ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名エピコートYX−4000H)、(B)成分の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)を用意した。
(C)成分の離型剤として重量平均分子量3000の酸化型ポリエチレン1(クラリアント社製商品名PED522)、及び重量平均分子量3500の酸化型ポリエチレン2(クラリアント社製商品名PED121)、
(C)成分の比較離型剤1として重量平均分子量8000の酸化型ポリエチレン(クラリアント社製商品名PED153)、比較離型剤2として重量平均分子量12000の酸化型ポリエチレン(クラリアント社製商品名PED191)、比較離型剤3として重量平均分子量3500の非酸化型ポリエチレン(クラリアント社製商品名PED520)を用意した。
(D)成分の離型剤として、上記合成例で得られた化合物1及び化合物2、(D)成分の比較離型剤として、上記合成例で得られた比較化合物1及び比較化合物2を用意した。
硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンとp−ベンゾキノンとの付加物、無機充填剤として平均粒径17.5μm、比表面積3.8m2/gの球状溶融シリカ、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)、難燃剤として三酸化アンチモン及びエポキシ当量375、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)、着色剤としてカーボンブラック(三菱化学株式会社製商品名MA−100)を用意した。
これらを、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、実施例及び比較例の封止用エポキシ樹脂成形材料を作製した。
なお、(A)成分のビフェニル型エポキシ樹脂と(C)成分の離型剤又は(C)成分の比較離型剤、並びに(D)成分の離型剤又は(D)成分の比較離型剤は、170℃、6時間の条件で予備混合して用いた。(C)成分の離型剤の重量平均分子量は、溶媒としてオルソジクロロベンゼンを用いて140℃で測定した、高温GPCによる測定値である。測定方法は、以下のとおりである。
測定器:Waters社製高温GPC、標準物質:ポリスチレン
カラム:ポリマーラボラトリーズ社製商品名PLgel MIXED‐B
10μm(7.5mm×300mm)×2本
流量:1.0ml/分(試料濃度:0.3w/vol%)
注入量:100μl
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、次の試験により評価した。評価結果を表3及び表4に示す。
(パッケージ汚れ(LQFP))
封止用エポキシ樹脂成形材料をTOWAプレス(藤和精機株式会社製Yシリーズ、LQFP144p用、パッケージ厚み1.4mm、ゲート口の径と、パッケージのゲート口を有する一辺の長さとの比は1/20。)を用いて、180℃、6.9MPa、60秒の条件で300ショットの連続成形を行い、50ショット毎にサンプリングした成形品を目視により観察することで、パッケージ汚れの有無を確認した。
パッケージ汚れについては、上記300ショットからのパッケージサンプルを観察し、ゲート口からの汚れの広がりの有無と程度から、次の5段階に評価した。
◎:汚れなし
○:汚れの広がりがパッケージ表面の10面積%以下
△:汚れの広がりがパッケージ表面の10面積%超〜20面積%以下
×:汚れの広がりがパッケージ表面の20面積%超〜50面積%以下
××:汚れの広がりがパッケージ表面の50面積%超
(パッケージ汚れ(LQFP))
封止用エポキシ樹脂成形材料をTOWAプレス(藤和精機株式会社製Yシリーズ、LQFP144p用、パッケージ厚み1.4mm、ゲート口の径と、パッケージのゲート口を有する一辺の長さとの比は1/20。)を用いて、180℃、6.9MPa、60秒の条件で300ショットの連続成形を行い、50ショット毎にサンプリングした成形品を目視により観察することで、パッケージ汚れの有無を確認した。
パッケージ汚れについては、上記300ショットからのパッケージサンプルを観察し、ゲート口からの汚れの広がりの有無と程度から、次の5段階に評価した。
◎:汚れなし
○:汚れの広がりがパッケージ表面の10面積%以下
△:汚れの広がりがパッケージ表面の10面積%超〜20面積%以下
×:汚れの広がりがパッケージ表面の20面積%超〜50面積%以下
××:汚れの広がりがパッケージ表面の50面積%超
本発明の(D)成分を含まない比較例1、2、(C)成分と(D)成分のいずれの原材料も規定から外れる比較例8は、パッケージ汚れが悪く、(C)成分又は(D)成分のいずれか一方の原材料が規定から外れる比較例3〜7は、パッケージ汚れの改善効果が不充分である。
これに対し、本発明の(A)〜(D)成分を全て含む実施例1〜6は、いずれも、パッケージ汚れに優れていることが示される。
これに対し、本発明の(A)〜(D)成分を全て含む実施例1〜6は、いずれも、パッケージ汚れに優れていることが示される。
Claims (3)
- (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)重量平均分子量が1000以上4000未満、かつ、酸化型の、エチレン及びプロピレンの少なくともいずれかの、重合体及び共重合体の少なくとも一方、(D)炭素数5〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物を炭素数5〜25の一価アルコールでエステル化した化合物、を必須成分とする封止用エポキシ樹脂成形材料。
- 前記(C)成分及び(D)成分のうちの少なくとも一つが、(A)成分の一部又は全部と予備混合されてなる請求項1に記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
- 請求項1または2に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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004041365A JP2005232266A (ja) | 2004-02-18 | 2004-02-18 | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004041365A JP2005232266A (ja) | 2004-02-18 | 2004-02-18 | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005232266A true JP2005232266A (ja) | 2005-09-02 |
Family
ID=35015551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004041365A Pending JP2005232266A (ja) | 2004-02-18 | 2004-02-18 | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005232266A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006104416A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Hitachi Chem Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 |
-
2004
- 2004-02-18 JP JP2004041365A patent/JP2005232266A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006104416A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Hitachi Chem Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6478953B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
KR100840065B1 (ko) | 밀봉용 에폭시 수지 성형 재료 및 전자 부품 장치 | |
KR101342206B1 (ko) | 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 전자 부품 장치 | |
JP5298400B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JPWO2011048765A1 (ja) | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物、半導体装置及び離型剤 | |
JP4010176B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JPWO2005056676A1 (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料および電子部品装置 | |
JP3975386B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP4977973B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP2004175842A (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP3840989B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂組成物および電子部品装置 | |
JP4265187B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び素子を備えた電子部品装置 | |
JP2001151867A (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP2006028264A (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP5725016B2 (ja) | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびこれを用いた半導体装置 | |
JP2006193618A (ja) | 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 | |
JP2005325159A (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP4849290B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP2005350500A (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP2006160855A (ja) | 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 | |
JP3982325B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP2005232268A (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP5309415B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP2005232266A (ja) | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 | |
JP3736408B2 (ja) | 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070123 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090825 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100119 |