JP2007161990A - 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 PDF

Info

Publication number
JP2007161990A
JP2007161990A JP2006253356A JP2006253356A JP2007161990A JP 2007161990 A JP2007161990 A JP 2007161990A JP 2006253356 A JP2006253356 A JP 2006253356A JP 2006253356 A JP2006253356 A JP 2006253356A JP 2007161990 A JP2007161990 A JP 2007161990A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
group
molding material
colorant
sealing
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.)
Granted
Application number
JP2006253356A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5509514B2 (ja
Inventor
Mitsuyoshi Hamada
光祥 濱田
Akira Nagai
永井  晃
Mitsuo Katayose
光雄 片寄
Kazuyoshi Tendou
一良 天童
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2006253356A priority Critical patent/JP5509514B2/ja
Priority to KR1020087015116A priority patent/KR20080069264A/ko
Priority to CN201410466576.7A priority patent/CN104194276A/zh
Priority to PCT/JP2006/322861 priority patent/WO2007058261A1/ja
Priority to US12/094,532 priority patent/US20090247670A1/en
Priority to TW095142810A priority patent/TW200726811A/zh
Publication of JP2007161990A publication Critical patent/JP2007161990A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5509514B2 publication Critical patent/JP5509514B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293Organic, e.g. plastic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/62Alcohols or phenols
    • C08G59/621Phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2463/00Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0041Optical brightening agents, organic pigments
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

【課題】流動性や硬化性等の成形性及び着色性が良好で、パッド間やワイヤー間距離が狭いパッケージに用いた場合でも導電性物質によるショート不良が発生しない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)硬化剤および(C)あらかじめ(C1)樹脂と(D)電気比抵抗が1×10Ω・cm以上である着色剤とを混合した着色剤樹脂混合物を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料。
【選択図】なし

Description

本発明は、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、電子部品装置のプリント配線板への高密度実装化に伴い、電子部品装置の形態は従来のピン挿入型のパッケージから、表面実装型のパッケージが主流になっている。表面実装型のIC、LSIなどは、実装密度を高くし実装高さを低くするために、薄型、小型のパッケージになっており、素子のパッケージに対する占有体積が大きくなり、パッケージの肉厚は非常に薄くなってきた。
また、さらなる小型軽量化に対応すべく、パッケージの形態もQFP(Quad Flat Package)、SOP(Small Outline Package)といったものから、より多ピン化に対応しやすく、かつより高密度実装が可能なCSP(Chip Size Package)を含めたBGA(Ball Grid Array)等のエリア実装パッケージへ移行しつつある。これらのパッケージは近年、高速化、多機能化を実現するために、フェースダウン型、積層(スタックド)型、フリップチップ型、ウェハーレベル型等、新しい構造のものが開発されているが、それらの多くが素子搭載面側の片面のみをエポキシ樹脂成形材料等の封止材料で封止した後、裏面にはんだボールを形成して回路基板との接合を行う片面封止型パッケージの形態を有している。
このようなパッケージの小型化、多ピン化にともなってインナーリード間やパッド間、ワイヤー間等のピッチ間距離が加速的に狭くなってきている。そのため、従来から封止材料の着色剤に使用されているカーボンブラックは、それ自体が導電性であるため、その凝集物がインナーリード間やパッド間及びワイヤー間に入り込み電気特性不良を引き起こす問題が生じてきた。
このため、カーボンブラックの代わりに有機染料、有機顔料及び複合酸化物等の無機顔料を用いる方法(例えば、特許文献1〜4参照。)が検討されている。
特開昭60−119760号公報 特開昭63−179921号公報 特開平11−60904号公報 特開2003−160713号公報
しかし、上述のような方法では、流動性、着色性、硬化性の低下及び高コスト化等の問題があり、満足のいくレベルには達していない。本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、流動性や硬化性等の成形性及び着色性が良好で、かつパッド間やワイヤー間距離が狭い半導体パッケージ等電子部品装置に用いた場合でも導電性物質によるショート不良が発生しない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、特定の電気特性を有する着色剤を樹脂とあらかじめ混合した着色剤樹脂混合物を用いる封止用エポキシ樹脂成形材料により上記の目的を達成し得ることを見い出し、本発明を完成するに至った。
本発明は以下1.〜13.に関する。
1.(A)エポキシ樹脂、
(B)硬化剤および、
(C)あらかじめ(C1)樹脂と(D)電気比抵抗が1×10Ω・cm以上である着色剤とを混合した着色剤樹脂混合物
を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料。
2.(C)着色剤樹脂混合物中の樹脂が(A)エポキシ樹脂及び(B)硬化剤の少なくとも一方である前項1.記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
3.さらに、単独で(D)電気比抵抗が1×10Ω・cm以上である着色剤を含有する前項1.または2.記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
4.前記(D)着色剤は、ピッチ、フタロシアニン系染料、フタロシアニン系顔料、アニリンブラック、ペリレンブラック、黒色酸化鉄、黒色酸化チタンから選ばれる1種以上である前項1.〜3.いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
5.(D)着色剤がピッチである前項4.記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
6.ピッチがメソフェーズピッチから分離したメソフェーズ小球体である前項4.または5.記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
7.ピッチの炭素含有率が88〜96質量%である前項4.〜6.いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
8.(C)着色剤樹脂混合物中のピッチが、(C)着色剤樹脂混合物中の全(D)着色剤量に対して30質量%以上である前項4.〜7.いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
9.(C)着色剤樹脂混合物中の着色剤が、エポキシ樹脂成形材料中の(D)着色剤の合計量に対して50質量%以上である前項1.〜8.いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
10.(D)着色剤の合計量が、(A)エポキシ樹脂100質量部に対して2〜20質量部である前項1.〜9.いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
11.(A)エポキシ樹脂が、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、チオジフェノール型エポキシ樹脂、フェノール・アラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール・アラルキル型エポキシ樹脂から選ばれる1種以上を含有する前項1.〜10.いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
12.(B)硬化剤が、下記一般式(I)又は(II)で示されるフェノール・アラルキル樹脂及びナフトール・アラルキル樹脂から選ばれる1種以上を含有する前項1.〜11.いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
Figure 2007161990
(ここで、Rは水素原子、炭素数1〜12の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、すべてが同一でも異なっていてもよい。iは0又は1〜3の整数を示し、Xは芳香環を含む二価の有機基を示し、nは0又は1〜10の整数を示す。)
Figure 2007161990
(ここで、Rは水素原子、炭素数1〜12の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、すべてが同一でも異なっていてもよい。iは0又は1〜3の整数を示し、Xは芳香環を含む二価の有機基を示し、nは0又は1〜10の整数を示す。)
13.前項1.〜12.いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止された素子を備えた電子部品装置。
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料は流動性、硬化性及び着色性が良好であり、パッド間やワイヤー間距離が狭い電子部品装置に封止用材料として用いた場合でも電気特性に優れる電子部品装置が得られ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)エポキシ樹脂は、1分子中にエポキシ基を2個以上含有するものであれば特に制限ないが、たとえばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン骨格を有する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、
アルキル置換、芳香環置換又は非置換のビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビフェノール、チオジフェノール等のジグリシジルエーテル、
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ール類の共縮合樹脂のエポキシ化物、
ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、
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)ビフェニルとから合成される、フェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物、
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、
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、
硫黄原子含有エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、流動性と硬化性の両立の観点からはアルキル置換、芳香環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を含有していることが好ましい。流動性と難燃性の両立の観点からはアルキル置換、芳香環置換又は非置換のビスフェノールFのジグリシジルエーテルであるビスフェノールF型エポキシ樹脂を含有していることが好ましい。流動性とリフロー性の両立の観点からはアルキル置換、芳香環置換又は非置換のチオジフェノールのジグリシジルエーテルであるチオジフェノール型エポキシ樹脂を含有していることが好ましい。硬化性と難燃性の両立の観点からはアルキル置換、芳香環置換又は非置換のフェノールとビス(メトキシメチル)ビフェニルから合成されるフェノール・アラルキル樹脂のエポキシ化物を含有していることが好ましい。保存安定性と難燃性の両立の観点からはアルキル置換、芳香環置換又は非置換のナフトール類とジメトキシパラキシレンから合成されるナフトール・アラルキル樹脂のエポキシ化物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(III)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
Figure 2007161990
(ここで、R〜R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)で示されるビフェニル型エポキシ樹脂は、ビ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R〜R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、tert‐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。そのようなエポキシ樹脂としては市販品としてジャパンエポキシレジン株式会社製商品名YX‐4000として入手可能である。上記ビフェニル型エポキシ樹脂の配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して20質量%以上とすることが好ましく、30質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましい。
ビスフェノールF型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。
Figure 2007161990
(ここで、R〜R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(IV)で示されるビスフェノールF型エポキシ樹脂は、ビスフェノールF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(IV)中のR〜R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、tert‐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。このようなエポキシ樹脂としては、たとえば、4,4´‐メチレンビス(2,6‐ジメチルフェノール)のジグリシジルエーテルを主成分とするエポキシ樹脂、4,4´‐メチレンビス(2,3,6‐トリメチルフェノール)のジグリシジルエーテルを主成分とするエポキシ樹脂、4,4´‐メチレンビスフェノールのジグリシジルエーテルを主成分とするエポキシ樹脂等が挙げられ、なかでも4,4´‐メチレンビス(2,6‐ジメチルフェノール)のジグリシジルエーテルを主成分とするエポキシ樹脂が好ましい。そのようなエポキシ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YSLV‐80XYとして入手可能である。上記ビスフェノールF型エポキシ樹脂の配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して20質量%以上とすることが好ましく、30質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましい。
チオジフェノール型エポキシ樹脂、たとえば下記一般式(V)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
Figure 2007161990
(ここで、R〜R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(V)で示されるチオジフェノール型エポキシ樹脂は、チオジ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(V)中のR〜R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、tert‐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、メチル基又はtert‐ブチル基が好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、たとえば、4,4´‐ジヒドロキシジフェニルスルフィドのジグリシジルエーテルを主成分とするエポキシ樹脂、2,2´,5,5´‐テトラメチル‐4,4´‐ジヒドロキシジフェニルスルフィドのジグリシジルエーテルを主成分とするエポキシ樹脂、2,2´‐ジメチル‐4,4´‐ジヒドロキシ‐5,5´‐ジ‐tert‐ブチルジフェニルスルフィドのジグリシジルエーテルを主成分とするエポキシ樹脂等が挙げられ、なかでも2,2´‐ジメチル‐4,4´‐ジヒドロキシ‐5,5´‐ジ‐tert‐ブチルジフェニルスルフィドのジグリシジルエーテルを主成分とするエポキシ樹脂を主成分とするエポキシ樹脂が好ましい。そのようなエポキシ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YSLV‐120TEとして入手可能である。上記チオジフェノール型エポキシ樹脂の配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して20質量%以上とすることが好ましく、30質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましい。
フェノール・アラルキル樹脂のエポキシ化物としては、たとえば下記一般式(VI)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
Figure 2007161990
(ここで、R〜Rは水素原子、炭素数1〜12の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、すべてが同一でも異なっていてもよい。iは0又は1〜3の整数を示し、nは0又は1〜10の整数を示す。)
上記一般式(VI)で示されるビフェニレン骨格含有フェノール・アラルキル樹脂のエポキシ化物は、置換又は非置換のフェノールとビス(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(VI)中のR〜Rとしては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert‐ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の環状アルキル基、ベンジル基、フェネチル基等のアリール基置換アルキル基、メトキシ基置換アルキル基、エトキシ基置換アルキル基、ブトキシ基置換アルキル基等のアルコキシ基置換アルキル基、アミノアルキル基、ジメチルアミノアルキル基、ジエチルアミノアルキル基等のアミノ基置換アルキル基、水酸基置換アルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等の無置換アリール基、トリル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、ブチルフェニル基、tert−ブチルフェニル基、ジメチルナフチル基等のアルキル基置換アリール基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、tert−ブトキシフェニル基、メトキシナフチル基等のアルコキシ基置換アリール基、アミノアルキル基、ジメチルアミノアルキル基、ジエチルアミノアルキル基等のアミノ基置換アリール基、水酸基置換アリール基などが挙げられる。なかでも水素原子又はメチル基が好ましく、たとえば下記一般式(VII)で示されるフェノール・アラルキル樹脂のエポキシ化物が挙げられる。nは0又は1〜10の整数を示し、平均で6以下がより好ましい。そのようなエポキシ樹脂としては、市販品として日本化薬株式会社製商品名NC‐3000S及び同社製商品名CER‐3000L(一般式(VII)のフェノール・アラルキル樹脂と4,4´‐ビス(2,3‐エポキシプロポキシ)ビフェニルの混合物で混合質量比8/2)として入手可能である。
上記フェノール・アラルキル樹脂のエポキシ化物の配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して20質量%以上とすることが好ましく、30質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましい。
Figure 2007161990
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
ナフトール・アラルキル樹脂のエポキシ化物としては、たとえば下記一般式(VIII)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
Figure 2007161990
(ここで、Rは水素原子、炭素数1〜12の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、すべてが同一でも異なっていてもよい。iは0又は1〜3の整数を示し、Xは芳香環を含む二価の有機基を示し、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・アラルキル樹脂のエポキシ化物は、置換又は非置換のナフトールとジメトキシパラキシレン又はビス(メトキシメチル)から合成されるナフトール・アラルキル樹脂に、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(VIII)中のRとしてはたとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert‐ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の環状アルキル基や環状アルケニル基、ベンジル基、フェネチル基等のアリール基置換アルキル基、メトキシ基置換アルキル基、エトキシ基置換アルキル基、ブトキシ基置換アルキル基等のアルコキシ基置換アルキル基、アミノアルキル基、ジメチルアミノアルキル基、ジエチルアミノアルキル基等のアミノ基置換アルキル基、水酸基置換アルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等の無置換アリール基、トリル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、ブチルフェニル基、tert−ブチルフェニル基、ジメチルナフチル基等のアルキル基置換アリール基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、tert−ブトキシフェニル基、メトキシナフチル基等のアルコキシ基置換アリール基、アミノアリール基、ジメチルアミノアリール基、ジエチルアミノアリール基等のアミノ基置換アリール基、水酸基置換アリール基などが挙げられる。なかでもRは水素原子又はメチル基が好ましく、たとえば下記一般式(IX)又は(X)で示されるナフトール・アラルキル樹脂のエポキシ化物が挙げられる。
Xは芳香環を含む二価の有機基を示し、たとえばフェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基等のアリーレン基、トリレン基等のアルキル基置換アリーレン基、アルコキシル基置換アリーレン基、アラルキル基置換アリーレン基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基から得られる二価の基、キシリレン基等のアリーレン基を含む二価の基などが挙げられ、なかでも、保存安定性と難燃性の両立の観点からはフェニレン基が好ましい。
nは0又は1〜10の整数を示し、平均で6以下がより好ましい。
下記一般式(IX)で示されるエポキシ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ESN‐375が挙げられ、下記一般式(X)で示されるエポキシ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ESN‐175が挙げられる。
上記ナフトール・アラルキル樹脂のエポキシ化物の配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して20質量%以上とすることが好ましく、30質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましい。
Figure 2007161990
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
Figure 2007161990
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
これらのビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、チオジフェノール型エポキシ樹脂、フェノール・アラルキル樹脂のエポキシ化物及びナフトール・アラルキル樹脂のエポキシ化物は、いずれか1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて用いる場合の配合量は、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質量%以上とすることが好ましく、30質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましい。
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、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、チオジフェノール、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、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やビス(メトキシメチル)ビフェニルとから合成される、フェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂、
パラキシリレン及び/又はメタキシリレン変性フェノール樹脂、
置換又は非置換のメラミン変性フェノール樹脂、
テルペン変性フェノール樹脂、
ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、
シクロペンタジエン変性フェノール樹脂、
多環芳香環変性フェノール樹脂などが挙げられる。これらの1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて併用してもよい。なかでも、難燃性の観点からは、フェノール・アラルキル樹脂及びナフトール・アラルキル樹脂の1種又は2種以上を含有していることが好ましい。
フェノール・アラルキル樹脂としては、たとえば下記一般式(I)で示される樹脂が挙げられる。
Figure 2007161990
(ここで、Rは水素原子、炭素数1〜12の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、すべてが同一でも異なっていてもよい。iは0又は1〜3の整数を示し、Xは芳香環を含む二価の有機基を示し、nは0又は1〜10の整数を示す。)
上記一般式(I)中のRとしては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert‐ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の環状アルキル基や環状アルケニル基、ベンジル基、フェネチル基等のアリール基置換アルキル基、メトキシ基置換アルキル基、エトキシ基置換アルキル基、ブトキシ基置換アルキル基等のアルコキシ基置換アルキル基、アミノアルキル基、ジメチルアミノアルキル基、ジエチルアミノアルキル基等のアミノ基置換アルキル基、水酸基置換アルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等の無置換アリール基、トリル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、ブチルフェニル基、tert−ブチルフェニル基、ジメチルナフチル基等のアルキル基置換アリール基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、tert−ブトキシフェニル基、メトキシナフチル基等のアルコキシ基置換アリール基、アミノアリール基、ジメチルアミノアリール基、ジエチルアミノアリール基等のアミノ基置換アリール基、水酸基置換アリール基などが挙げられる。なかでも水素原子又はメチル基が好ましい。
また、Xは芳香環を含む二価の有機基を示し、たとえばフェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基等のアリーレン基、トリレン基等のアルキル基置換アリーレン基、アルコキシル基置換アリーレン基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基から得られる二価の基、アラルキル基置換アリーレン基、キシリレン基等のアリーレン基を含む二価の基などが挙げられる。なかでも、難燃性、流動性と硬化性の両立の観点からはXは置換又は非置換のフェニレン基が好ましく、例えば下記一般式(XI)で示されるフェノール・アラルキル樹脂が挙げられる。また、難燃性と耐リフロー性の両立の観点からは置換又は非置換のビフェニレン基が好ましく、例えば下記一般式(XII)で示されるビフェニレン骨格含有フェノール・アラルキル樹脂が挙げられる。
nは0又は1〜10の整数を示し、平均で6以下がより好ましい。
Figure 2007161990
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
Figure 2007161990
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
上記一般式(XI)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、一般式(XII)で示されるフェノール・アラルキル樹脂としては、市販品として明和化成株式会社製商品名MEH‐7851が挙げられる。上記フェノール・アラルキル樹脂の配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して20質量%以上とすることが好ましく、30質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましい。
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(II)で示される樹脂が挙げられる。
Figure 2007161990
(ここで、Rは水素原子、炭素数1〜12の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、すべてが同一でも異なっていてもよい。iは0又は1〜3の整数を示し、Xは芳香環を含む二価の有機基を示し、nは0又は1〜10の整数を示す。)
上記一般式(II)中のRとしては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert‐ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の環状アルキル基や環状アルケニル基、ベンジル基、フェネチル基等のアリール基置換アルキル基、メトキシ基置換アルキル基、エトキシ基置換アルキル基、ブトキシ基置換アルキル基等のアルコキシ基置換アルキル基、アミノアルキル基、ジメチルアミノアルキル基、ジエチルアミノアルキル基等のアミノ基置換アルキル基、水酸基置換アルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等の無置換アリール基、トリル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、ブチルフェニル基、tert−ブチルフェニル基、ジメチルナフチル基等のアルキル基置換アリール基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、tert−ブトキシフェニル基、メトキシナフチル基等のアルコキシ基置換アリール基、アミノアリール基、ジメチルアミノアリール基、ジエチルアミノアリール基等のアミノ基置換アリール基、水酸基置換アリール基などが挙げられる。なかでも水素原子又はメチル基が好ましい。
また、Xは芳香環を含む二価の有機基を示し、たとえばフェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基等のアリーレン基、トリレン基等のアルキル基置換アリーレン基、アルコキシル基置換アリーレン基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基から得られる二価の基、アラルキル基置換アリーレン基、キシリレン基等のアリーレン基を含む二価の基などが挙げられる。なかでも、保存安定性と難燃性の観点からはXは置換又は非置換のフェニレン基及びビフェニレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましく、たとえば下記一般式(XIII)及び(XIV)で示されるナフトール・アラルキル樹脂が挙げられる。
nは0又は1〜10の整数を示し、平均で6以下がより好ましい。
Figure 2007161990
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
Figure 2007161990
(ここで、nは0又は1〜10の整数を示す。)
上記一般式(XIII)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、上記一般式(XIV)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が挙げられる。上記ナフトール・アラルキル樹脂の配合量は、その性能を発揮するために(B)硬化剤全量に対して20質量%以上とすることが好ましく、30質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましい。
上記一般式(I)で示されるフェノール・アラルキル樹脂、一般式(II)で示されるナフトール・アラルキル樹脂は、難燃性の観点からその一部又は全部がアセナフチレンと予備混合されているアセナフチレン変性硬化剤であることが好ましい。アセナフチレンはアセナフテンを脱水素して得ることができるが、市販品を用いてもよい。また、アセナフチレンの代わりにアセナフチレンの重合物又はアセナフチレンと他の芳香族オレフィンとの共重合物(以下、両重合物を総称してアセナフチレンを含む芳香族オレフィンの重合物ともいう。)を用いることもできる。
アセナフチレンを含む芳香族オレフィンの重合物を得る方法としては、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合等が挙げられる。また、重合に際しては従来公知の触媒を用いることができるが、触媒を使用せずに熱だけで行うこともできる。この際、重合温度は80〜160℃が好ましく、90〜150℃がより好ましい。得られるアセナフチレンを含む芳香族オレフィンの重合物の軟化点は、60〜150℃が好ましく、70〜130℃がより好ましい。60℃より低いと成形時の染み出しにより成形性が低下する傾向にあり、150℃より高いと樹脂との相溶性が低下する傾向にある。アセナフチレンと共重合させる他の芳香族オレフィンとしては、スチレン、α‐メチルスチレン、インデン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ビニルナフタレン、ビニルビフェニル又はそれらのアルキル置換体等が挙げられる。
また、上記した芳香族オレフィン以外に、本発明の効果に支障の無い範囲で脂肪族オレフィンを併用することもできる。脂肪族オレフィンとしては、(メタ)アクリル酸及びそれらのエステル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、フマル酸及びそれらのエステル等が挙げられる。これら脂肪族オレフィンの使用量は重合モノマー全量に対して20質量%以下が好ましく、9質量%以下がより好ましい。
上記一般式(I)及び/又は(II)で示される硬化剤の一部又は全部とアセナフチレンとの予備混合の方法としては、硬化剤及びアセナフチレンをそれぞれ微細に粉砕して固体状態のままミキサー等で混合する方法、両成分を溶解する溶媒に均一に溶解させた後、溶媒を除去する方法、硬化剤及び/又はアセナフチレンの軟化点以上の温度で両者を溶融混合する方法等で行うことができる。このうち、均一な混合物が得られて不純物の混入が少ない溶融混合法が好ましい。前記の各方法により予備混合物(アセナフチレン変性硬化剤)が製造される。溶融混合時の温度は、硬化剤及び/又はアセナフチレンの軟化点以上の温度であれば制限はないが、100〜250℃が好ましく、120〜200℃がより好ましい。また、溶融混合の混合時間は両者が均一に混合すれば制限はないが、1〜20時間が好ましく、2〜15時間がより好ましい。硬化剤とアセナフチレンを予備混合する場合、混合中にアセナフチレンが重合もしくは硬化剤と反応しても構わない。前記硬化剤と、アセナフチレン及び/又はアセナフチレンを含む芳香族オレフィンとの予備混合も、同様の方法で行うことができる。
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料中には、難燃性向上の観点から前述の予備混合物(アセナフチレン変性硬化剤)が硬化剤中に50質量%以上含まれることが好ましい。アセナフチレン変性硬化剤中に含まれる、アセナフチレン及び/又はアセナフチレンを含む芳香族オレフィンの重合物の量は5〜40質量%が好ましく、8〜25質量%がより好ましい。5質量%より少ないと難燃性の向上効果が低下する傾向があり、40質量%より多い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中に含まれるアセナフチレン及び/又はアセナフチレンを含む芳香族オレフィンの重合物の含有率は、難燃性と成形性の観点からは0.1〜5質量%が好ましく、0.3〜3質量%がより好ましい。0.1質量%より少ないと難燃性の効果が低下する傾向にあり、5質量%より多いと成形性が低下する傾向にある。
(A)エポキシ樹脂と(B)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に対する硬化剤中の水酸基数の比(硬化剤中の水酸基数/エポキシ樹脂中のエポキシ基数)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、0.6〜1.3がより好ましい。成形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。
またエポキシ樹脂と硬化剤との当量比の設定にあたり、本発明における着色剤樹脂混合物と、着色剤樹脂混合物を除く封止用エポキシ樹脂成形材料におけるエポキシ樹脂及び/又は硬化剤の総和について、当量比が設定されることが好ましい。
本発明の樹脂成形材料は、(C1)樹脂と(D)電気比抵抗が1×10Ω・cm以上である着色剤とをあらかじめ混合した着色剤樹脂混合物(以下、(C)着色剤樹脂混合物ともいう。)を含有する。
本発明の樹脂成形材料は、さらに、(D)電気比抵抗が1×10Ω・cm以上である着色剤を、単独ですなわち(C1)樹脂と混合せずに含有することにより、(C)着色剤樹脂混合物と併用しても良い。
(D)電気比抵抗が1×10Ω・cm以上である着色剤(以下、(D)着色剤ともいう。)を単独で含有する場合、(C)着色剤樹脂混合物に用いる(D)着色剤と同じ組成でも異なっていても良い。
本発明において用いられる(D)着色剤は、電気比抵抗が1×10Ω・cm以上であれば特に制限は無く、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止された素子を備える電子部品装置におけるショート不良の発生を防止する観点から、1×10Ω・cm以上が好ましく、1×10Ω・cm以上がさらに好ましい。電気比抵抗はJIS K1469「アセチレンブラックの電気抵抗率測定法」に従って求めることができる。(D)着色剤としては例えば、ピッチ、フタロシアニン系染料又は顔料、アニリンブラック、ペリレンブラック、黒色酸化鉄、黒色酸化チタンが挙げられ、着色性、レーザーマーク性の観点からピッチ又は黒色酸化チタンがより好ましい。また着色性、ショート不良の観点からピッチが好ましい。着色剤は単独で使用してもまたは二種以上併用してもよい。
本発明において用いられるピッチは、コールタールやアスファルトをはじめとする石油工業における高沸点の副産物等を360℃以上の温度で乾留した時の残留物の総称である。
化学組成的にはピッチは芳香族構造を主たる構造要素とする化合物からなる溶融性のある混合物で、常温で固体状態を示すものである。ピッチの種類としては原料の種類により石炭系ピッチ、石油系ピッチ、ナフタレンピッチ、アセチレンピッチ等があり、さらにそれらの処理温度及び処理時間の程度によって光学的等方性ピッチ、メソフェーズ(中間相)ピッチ、液晶状ピッチに分類される。また、メソフェーズピッチ中には小球状の炭素質(以下、メソフェーズ小球体という。)が形成されており、このメソフェーズ小球体はメソフェーズピッチをキノリン等に溶解した際の不溶分として分離することができる。
ピッチは、上記したいずれのピッチを用いてもよいが、封止用エポキシ樹脂成形材料中での分散性及び着色性の観点から、粉砕して微粒子化したピッチが好ましく、メソフェーズ小球体がより好ましく、石炭系メソフェーズピッチから分離したメソフェーズ小球体がさらに好ましい。このようなメソフェーズ小球体は、市販品として大阪ガスケミカル株式会社製商品名MCMBグリーン品が挙げられる。
本発明に用いられるピッチの炭素含有率は88質量%〜96質量%であることが好ましく、92質量%〜94質量%がより好ましい。炭素含有率が88質量%より低いと着色性が低下する傾向にあり、96質量%より多いと電気比抵抗が小さくなる傾向がある。
本発明において用いられる黒色酸化チタンは、白色顔料として知られる酸化チタン(TiO)を高温中で還元し酸化チタン中の酸素を一部取り除くことで得られる。このような黒色酸化チタンとしては市販品として株式会社ジェムコ製商品名チタンブラックが挙げられる。
本発明における(C)着色剤樹脂混合物の調製に用いられる(C1)樹脂としては、本発明が達成される範囲内であれば特に制限は無いが、例としてはエポキシ樹脂、硬化剤、尿素樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどが挙げられる。流動性、着色剤の均一な分散の観点からはエポキシ樹脂や硬化剤等が好ましく、エポキシ樹脂及び硬化剤の少なくとも一方であるのが好ましい。なお、エポキシ樹脂、硬化剤は、前記(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤と同じ組成でも異なる組成でもよく、同じ組成を用いるのが好ましい。
本発明において用いられる(C)着色剤樹脂混合物は、(D)着色剤と(C1)樹脂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。例としては、所定の配合量の原材料をフラスコ内での溶融混合、ミキシングロール、押出機等によって溶融混練した後、混合物が固体であれば粉砕して使用し、室温において混合物が液体状であれば任意の容器に充てんして使用する方法が挙げられる。中でも着色剤の均一な分散の観点からはミキシングロール、押出機の使用が好ましい。
また、着色性、電気特性、成形性及びレーザーマーク性の観点から、(D)着色剤の形状や粒径を粉砕機等の装置により調整した後に(C)着色剤樹脂混合物を調製することが好ましい。形状は成形性の観点から球状が好ましく、粒径は、着色性、電気特性及びレーザーマーク性の観点から小粒径が好ましい。着色剤の調整に用いられる装置については形状や粒径を調整する目的で使用されるものであれば特に制限は無いが、例えばリングローラーミル、ローラーレースミル、ボールレースミル等のローラーミル、アトマイザー、ケージミル、スクリーンミル等の高速回転ミル、転動ボールミル、振動ボールミル、遊星ミル等のボールミル、塔式粉砕機、撹拌槽式ミル、流通槽式ミル等の媒体撹拌式ミル、ジェットマイザー、カウンタージェットミル等の気流式粉砕機、圧密せん断ミル、コロイドミル等が挙げられる。またこれら装置を使用する前及び/又は使用した後に分級機を用いてもよく、分級機はこれら装置に内蔵していてもよい。
(D)着色剤の形状や粒径の調整において、一般に湿式法と呼ばれる水や有機溶媒を使用する方法を用いると、調整後の着色剤は溶媒との混合物として得られる。そのため本発明において使用する着色剤樹脂混合物の調製時には溶媒を除去するのが好ましい。成形性や耐リフロー性の観点からは遅くとも樹脂成形材料に配合するまでに十分に溶媒が除去されていることが好ましく、溶媒の除去方法としては特に制限は無いが、加熱条件下及び/又は減圧条件下で行われることが好ましい。
本発明における(C)着色剤樹脂混合物の調製における着色剤の配合量は、本発明の効果が達成される範囲内であれば、特に制限は無いが、着色剤樹脂混合物中の(C1)樹脂100質量部に対して2〜70質量部が好ましく、2〜60質量部がより好ましく、3〜30質量部がさらに好ましい。
また着色性、ショート不良の観点から着色剤樹脂混合物中にはピッチが含まれていることが好ましい。
また、(C)着色剤樹脂混合物中のピッチが、(C)着色剤樹脂混合物中のピッチを含まない着色剤及び(C)着色剤樹脂混合物中のピッチの合計量、すなわち(C)着色剤樹脂混合物中の全着色剤量に対して、30質量%以上であることが好ましく、更に、45質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが特に好ましい。単独で含有させる(D)着色剤量とその中に含まれるピッチ量との好ましい比率も、上記と同様である。
また、(C)着色剤樹脂混合物中の着色剤が、樹脂と混合していない(D)着色剤及び(C)着色剤樹脂混合物中の着色剤の合計量、すなわち本発明の樹脂成形材料中の全着色剤量に対して、50質量%以上であることが好ましい。
本発明において着色剤の均一な分散を目的に分散剤を使用しても良い。分散剤としては本発明の効果が達成される範囲内であれば特に制限は無いが、アルコキシシラン、クロロシラン、ポリシロキサン等のシラン化合物、コハク酸、ステアリン酸、オレイン酸等のカルボン酸、アラニン、グリシン等のアミノ酸、チオアルコールやチオアミノ酸等のチオール化合物、チタネート系カップリング剤等のチタン系化合物、4級アンモニウム塩等の陽イオンを有する陽イオン界面活性剤、カルボン酸塩、リン酸塩等の陰イオンを有する陰イオン界面活性剤、陽イオンと陰イオンを有する両性界面活性剤、イオン性基を持たないエチレングリコール、糖誘導体等の非イオン界面活性剤、ロジン等が挙げられ、これら1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。またこれら分散剤は本発明における着色剤樹脂混合物の調製において使用してもよく、封止用エポキシ樹脂成形材料の作製時に使用してもよい。
封止用エポキシ樹脂成形材料における(D)着色剤の配合量は、封止用エポキシ樹脂成形材料を黒色に着色できれば特に制限は無いが、エポキシ樹脂100質量部に対して2質量部〜20質量部が好ましく、2質量部〜15質量部がより好ましく、3質量部〜10質量部がさらに好ましい。
なお、この場合、エポキシ樹脂量は、樹脂成型材料中のエポキシ樹脂全量であり、(C1)樹脂中のエポキシ樹脂も含む。
また着色性とショート不良の観点からは(D)着色剤にピッチが含まれていることが好ましく、ピッチの添加量は本発明の効果が得られれば特に制限はないが、ピッチ及びピッチを含まない着色剤の総量すなわち(D)着色剤の総量に対して30質量%以上含有することが好ましく、45質量%以上含有することがより好ましく、60質量%以上含有することがさらに好ましい。
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には硬化促進剤が含有されるのが好ましい。用いられる硬化促進剤は、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あれば特に制限されるものではない。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、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、その誘導体、及びこれらに無水マレイン酸、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、フェノール樹脂などの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級アミン類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、2‐ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール類及びこれらの誘導体、
トリブチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン等のジアルキルアリールホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等のアルキルジアリールホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(4‐メチルフェニル)ホスフィン等のトリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(アルキル・アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルコキシフェニル)ホスフィン、ジフェニルホスフィン、ジフェニル(p‐トリル)ホスフィンなどの有機ホスフィン類、その誘導体、及びこれらにキノン化合物、無水マレイン酸、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‐メチルモリ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、有機ホスフィン類と有機ボロン類との錯体などが挙げられる。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。
なかでも流動性と硬化性の観点から第三ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物が好ましく、トリフェニルホスフィンと1,4‐ベンゾキノンとの付加物及びトリブチルホスフィンと1,4‐ベンゾキノン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はないが、エポキシ樹脂及び硬化剤の総量100質量部に対して0.2〜10質量部が好ましい。0.2質量部未満では硬化性が不十分になる傾向があり、10質量部を超えると流動性が低下する傾向がある。なお、ここで、エポキシ樹脂および/または硬化剤が(C)着色剤樹脂混合物中の(C1)樹脂にも含まれる場合、前記総量には(C1)中の含有量も加算する。
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には無機充てん剤を含有するのが好ましい。用いられる無機充てん剤は、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成形材料に配合されるものであり、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あれば特に制限されるものではないが、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、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、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、充てん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。
無機充てん剤の配合量は、難燃性、成形性、吸湿性、線膨張係数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100質量部に対して70〜95質量部が好ましく、吸湿性、線膨張係数低減の観点から85〜95質量部がより好ましい。70質量部未満では、難燃性及び耐リフロー性の効果が低下する傾向があり、95質量部を超えると流動性が不足する傾向がある。
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、IC等の半導体素子の耐湿性及び高温放置特性を向上させる観点から、必要に応じてイオントラップ剤をさらに配合することが好ましい。イオントラップ剤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、たとえば、ハイドロタルサイト類や、マグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ビスマスから選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらの1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、下記組成式(XV)で示されるハイドロタルサイトが好ましい。
(化17)
Mg1−XAl(OH)(COX/2・mHO …… (XV)
(式(XV)中、0<X≦0.5、mは正の数)
イオントラップ剤の配合量は、ハロゲンイオンなどの陰イオンを捕捉できる十分量であれば特に制限はないが、流動性及び曲げ強度の観点からエポキシ樹脂100質量部に対して0.1〜30質量部が好ましく、0.5〜10質量部がより好ましく、1〜5質量部がさらに好ましい。
また、本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には、樹脂成分と無機充てん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好ましい。
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、γ‐メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ‐ア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、これらの1種を単独で用いても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、無機充てん剤100質量部に対して0.05〜5質量部であることが好ましく、0.1〜2.5質量部がより好ましい。0.05質量部未満では各種パッケージ構成部材との接着性向上の効果が低下する傾向があり、5質量部を超えるとボイド等の成形不良が発生し易い傾向がある。
本発明の封止用エポキシ樹脂成形材料には必要に応じて難燃剤を配合することが好ましい。難燃剤としては、従来公知の臭素化エポキシ樹脂や三酸化アンチモンを用いることができるが、従来公知のノンハロゲン、ノンアンチモンの難燃剤を用いることが好ましい。
たとえば、赤リン、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂等で被覆された赤リン、リン酸エステル、酸化トリフェニルホスフィン等のリン化合物、メラミン、メラミン誘導体、メラミン変性フェノール樹脂、トリアジン環を有する化合物、シアヌル酸誘導体、イソシアヌル酸誘導体等の窒素含有化合物、シクロホスファゼン等のリン及び窒素含有化合物、ジシクロペンタジエニル鉄等の金属錯体化合物、酸化亜鉛、錫酸亜鉛、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛等の亜鉛化合物、酸化鉄、酸化モリブデン等の金属酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、下記組成式(XVI)で示される複合金属水酸化物などが挙げられ、これらの1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(化18)
p(M )・q(M )・r(M )・mHO (XVI)
(ここで、M、M及びMは互いに異なる金属元素を示し、a、b、c、d、p、q及びmは正の数、rは0又は正の数を示す。)
上記組成式(XVI)中のM、M及びMは互いに異なる金属元素であれば特に制限はないが、難燃性の観点からは、Mが第3周期の金属元素、IIA族のアルカリ土類金属元素、IVB族、IIB族、VIII族、IB族、IIIA族及びIVA族に属する金属元素から選ばれ、MがIIIB〜IIB族の遷移金属元素から選ばれることが好ましく、Mがマグネシウム、カルシウム、アルミニウム、スズ、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛から選ばれ、Mが鉄、コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛から選ばれることがより好ましい。流動性の観点からは、Mがマグネシウム、Mが亜鉛又はニッケルで、r=0のものが好ましい。p、q及びrのモル比は特に制限はないが、r=0で、p/qが1/99〜1/1であることが好ましい。なお、金属元素の分類は、典型元素をA亜族、遷移元素をB亜族とする長周期型の周期律表(出典:共立出版株式会社発行「化学大辞典4」1987年2月15日縮刷版第30刷)に基づいて行った。
上記した難燃剤は1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
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、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、エステル系ワックス、アミド系ワックス、ポリオレフィン系ワックス、ポリエチレン、酸化ポリエチレン等の離型剤、シリコーンオイル、シリコーンレジン、液状ゴム、ゴム粉末、熱可塑性樹脂等の応力緩和剤、カーボンブラック等の従来の着色剤などを必要に応じて本発明の効果を妨げない範囲で配合することが好ましい。例えば、(D)着色剤として電気比抵抗の値が異なる二種以上の着色剤を併用する場合、これらを混合した混合物の電気比抵抗が1×10Ω・cm以上であれば、従来の着色剤を併用していてもよい。
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、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質量でタブレット化すると使いやすい。
本発明で得られる封止用エポキシ樹脂成形材料により封止した素子を備えた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、たとえば、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等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‐leadpackage)、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、マザーボード接続用の端子を形成したインターポーザ基板に半導体チップを搭載し、バンプ又はワイヤボンディングにより半導体チップとインターポーザ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半導体チップ搭載側を封止したBGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)、MCP(Multi Chip Package)などの片面封止パッケージが挙げられる。なかでも本発明で得られる封止用エポキシ樹脂成形材料はショート不良の原因となる導電性物質を含まないためインナーリード間、パッド間及びワイヤー間距離が狭いファインピッチな半導体装置等の電子部品装置に好適である。
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。
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。
以下の成分を使用して、それぞれ作製例1〜7に示す方法で(C):あらかじめ(C1)樹脂と(D)電気比抵抗が1×10Ω・cm以上である着色剤とを混合した着色剤樹脂混合物を作製した。
平均粒子径3μm、炭素含有率92.5%、電気比抵抗1.7×10Ω・cmのメソフェーズ小球体(大阪ガスケミカル株式会社製商品名MCMBグリーン品)、平均粒子径70nm、電気比抵抗4.1×10Ω・cmの黒色酸化チタン(株式会社ジェムコ製商品名チタンブラック)を使用した。なお、炭素含有率は有機元素分析装置(Carloerba製EA−1108)を用いて求めた。また、電気比抵抗はJIS K1469「アセチレンブラックの電気抵抗率測定法」に従って次のように求めた。試料3gを中空の絶縁性円筒容器の中で断面積4.9cmの真ちゅう製電極の間にいれ、4.9MPaで加圧した際の試料厚み(cm)を測定し、次いで電極を抵抗計(株式会社アドバンテスト製TR8601)に接続後、DC100Vでの抵抗値(Ω)を測定した。電気比抵抗(Ω・cm)は断面積(4.9cm)×抵抗値(Ω)/試料厚み(cm)から算出した。
エポキシ樹脂として、エポキシ当量187、融点109℃のビフェニル型エポキシ樹脂(エポキシ樹脂1、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‐4000)、エポキシ当量188、融点75℃のビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポキシ樹脂2、新日鐵化学株式会社製商品名YSLV‐80XY)を使用した。
硬化剤として水酸基当量176、軟化点70℃のフェノール・アラルキル樹脂(硬化剤1、三井化学株式会社製商品名ミレックスXLC)、水酸基当量209、軟化点81℃のアセナフチレン含有β‐ナフトール・アラルキル樹脂(硬化剤2、新日鐵化学株式会社製商品名SN‐170‐AR10)を使用した。
作製例1:着色剤樹脂混合物Aの作製
エポキシ樹脂1を270g、メソフェーズ小球体30gを混練温度100℃、混練回数4回の条件で3本ロールにより混練を行い、着色剤樹脂混合物Aを作製した。
作製例2:着色剤樹脂混合物Bの作製
エポキシ樹脂2を270g、メソフェーズ小球体30gを混練温度70℃、混練回数4回の条件で3本ロールにより混練を行い、着色剤樹脂混合物Bを作製した。
作製例3:着色剤樹脂混合物Cの作製
硬化剤1を270g、メソフェーズ小球体30gを混練温度80℃、混練回数4回の条件で3本ロールにより混練を行い、着色剤樹脂混合物Cを作製した。
作製例4:着色剤樹脂混合物Dの作製
硬化剤1を150g、メソフェーズ小球体100gを混練温度80℃、混練回数4回の条件で3本ロールにより混練を行い、着色剤樹脂混合物Dを作製した。
作製例5:着色剤樹脂混合物Eの作製
硬化剤2を270g、メソフェーズ小球体30gを混練温度90℃、混練回数4回の条件で3本ロールにより混練を行い、着色剤樹脂混合物Eを作製した。
作製例6:着色剤樹脂混合物Fの作製
硬化剤1を225g、メソフェーズ小球体15g、黒色酸化チタン10gを混練温度80℃、混練回数4回の条件で3本ロールにより混練を行い、着色剤樹脂混合物Fを作製した。
作製例7:着色剤樹脂混合物Gの作製
メソフェーズ小球体100gと2−ブタノン900gを配合し、粒径0.2mmジルコニアビーズ、周速10m/s、液温17〜19℃、分散時間60分の条件でビーズミル(寿工業株式会社製商品名スーパーアペックスミルUAM−015)を使用してメソフェーズ小球体分散液を得た。次に硬化剤1を90gとメソフェーズ小球体分散液100gを25℃で30分間混合し、加熱減圧(150℃/1.3hPa)により2−ブタノンを除去することで着色剤樹脂混合物Gを作製した。
(実施例1〜18、比較例1〜12)
以下の成分をそれぞれ下記表1〜表5に示す質量部で配合し、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1〜18及び比較例1〜12の封止用エポキシ樹脂成形材料を作製した。なお表中の空欄は、配合無しを表す。
(C)着色剤樹脂混合物として、上記で作製した着色剤樹脂混合物A〜Gを使用した。別に、単独で含有させる(D)着色剤として、上記メソフェーズ小球体(電気比抵抗1.7×10Ω・cm)、上記黒色酸化チタン(電気比抵抗4.1×10Ω・cm)、比較のために平均粒子径22nm、炭素含有率97.4%、電気比抵抗1.5×10−1Ω・cmのカーボンブラック(三菱化学株式会社製商品名MA‐100)を使用した。
(A)エポキシ樹脂として、上記エポキシ樹脂1、上記エポキシ樹脂2、エポキシ当量241、軟化点95℃のフェノール・アラルキル型エポキシ樹脂/4,4´‐ビス(2,3‐エポキシプロポキシ)ビフェニル混合物(混合質量比8/2)(エポキシ樹脂3、日本化薬株式会社製商品名CER‐3000L)、エポキシ当量265、軟化点66℃のβ‐ナフトール・アラルキル型エポキシ樹脂(エポキシ樹脂4、新日鐵化学株式会社商品名ESN‐175S)、エポキシ当量242、融点110℃のチオジフェノール型硫黄原子含有エポキシ樹脂(エポキシ樹脂5、新日鐵化学株式会社製商品名YSLV‐120TE)、エポキシ当量397、軟化点69℃、臭素含有量49質量%の臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ樹脂6、東都化成株式会社製商品名エポトートYDB‐400)を使用した。
(B)硬化剤として上記硬化剤1、上記硬化剤2、水酸基当量200、軟化点80℃のフェノール・アラルキル樹脂(硬化剤3、明和化成株式会社製商品名MEH‐7851)、水酸基当量103、軟化点86℃のフェノール樹脂(硬化剤4、明和化成株式会社製商品名MEH‐7500)、水酸基当量156、軟化点83℃のフェノール樹脂(硬化剤5、住金エアー・ウォーター・ケミカル株式会社製商品名HE‐510)を使用した。
硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンと1,4‐ベンゾキノンとの付加反応物(硬化促進剤1)、トリブチルホスフィンと1,4‐ベンゾキノンとの付加反応物(硬化促進剤2)を使用した。
無機充てん剤として平均粒径17.5μm、比表面積3.8m/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(東レ・ダウコーニング株式会社製商品名Z−6040)を使用した。その他の添加剤としてカルナバワックス(クラリアント社製)、三酸化アンチモンを使用した。
Figure 2007161990
Figure 2007161990
Figure 2007161990
Figure 2007161990
Figure 2007161990
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、次の各試験により評価した。結果を下記表6〜表10に示す。なお、封止用エポキシ樹脂成形材料の成形は、トランスファ成形機により、金型温度180℃、成形圧力6.9MPa、硬化時間90秒の条件で行った。また、後硬化は180℃で5時間行った。
(1)流動性
EMMI‐1‐66の規格に準じたスパイラルフロー測定用金型を用いて、封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で成形し、流動距離(cm)を求めた。
(2)熱時硬度
封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で直径50mm×厚さ3mmの円板に成形し、成形後直ちにショアD型硬度計を用いて測定した。
(3)保存安定性
封止用エポキシ樹脂成形材料を25℃/50%RHの条件で48時間放置後、上記(1)と同様にしてスパイラルフローを測定し、放置前後の流動距離の保持率から求めた。
(4)難燃性
厚さ0.16mmの試験片を成形する金型を用いて、封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で成形して後硬化を行い、UL‐94試験法に従って燃焼試験を行い、試験片5本の残炎時間の合計を総残炎時間として評価した。
(5)耐リフロー性
銅リードフレーム上に8mm×10mm×0.4mmのシリコンチップを搭載した外形寸法20mm×14mm×2mmの80ピンフラットパッケージを、封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて上記条件で作製し、85℃、85%RH、168h加湿後、245℃、10秒の条件でリフロー処理を行い、クラックの有無を観察し、試験パッケージ数(10)に対するクラック発生パッケージ数で評価した。
(6)着色性
封止用エポキシ樹脂成形材料を上記条件で直径50mm×厚さ3mmの円板に成形し、分光式色彩計SE‐2000(日本電色工業株式会社製)を用いて、C光源、視野角2度、反射方式でL表色系のL(明度)を求め黒色度の指標とした。
(7)電気特性
銅リードフレーム上に8mm×8mm×0.4mmのシリコンチップを搭載した外形寸法20mm×20mm×1.4mmの176ピンフラットパッケージを、封止用エポキシ樹脂成形材料を用いて上記条件で作製し、試験パッケージ数(1000)に対するショート不良が発生したパッケージ数で評価した。
Figure 2007161990
Figure 2007161990
Figure 2007161990
Figure 2007161990
Figure 2007161990
本発明における(C)着色剤樹脂混合物を含有していない比較例1〜7は、いずれも流動性、着色性及び電気特性に劣り、またピッチを含み、(C)着色剤樹脂混合物を含有していない比較例8〜12は流動性と着色性に劣っている。
これに対して実施例1〜18は流動性、着色性に優れ、例えば実施例1、10、11、13〜16は、(C)着色剤樹脂混合物以外は同樹脂組成の比較例と比べて保存安定性、難燃性、耐リフロー性、電気特性もほぼ同等かそれ以上である。

Claims (13)

  1. (A)エポキシ樹脂、
    (B)硬化剤および
    (C)あらかじめ(C1)樹脂と(D)電気比抵抗が1×10Ω・cm以上である着色剤とを混合した着色剤樹脂混合物
    を含有する封止用エポキシ樹脂成形材料。
  2. (C)着色剤樹脂混合物中の(C1)樹脂が(A)エポキシ樹脂及び(B)硬化剤の少なくとも一方である請求項1記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
  3. さらに、単独で(D)電気比抵抗が1×10Ω・cm以上である着色剤を含有する請求項1または2に記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
  4. 前記(D)着色剤は、ピッチ、フタロシアニン系染料、フタロシアニン系顔料、アニリンブラック、ペリレンブラック、黒色酸化鉄、黒色酸化チタンから選ばれる1種以上である請求項1〜3いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
  5. (D)着色剤がピッチである請求項4記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
  6. ピッチがメソフェーズピッチから分離したメソフェーズ小球体である請求項4または5記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
  7. ピッチの炭素含有率が88〜96質量%である請求項4〜6いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
  8. (C)着色剤樹脂混合物中のピッチが、(C)着色剤樹脂混合物中の全(D)着色剤量に対して30質量%以上である請求項4〜7いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
  9. (C)着色剤樹脂混合物中の着色剤が、エポキシ樹脂成形材料中の(D)着色剤の合計量に対して50質量%以上である請求項1〜8いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
  10. (D)着色剤の合計量が、(A)エポキシ樹脂100質量部に対して2〜20質量部である請求項1〜9いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
  11. (A)エポキシ樹脂が、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、チオジフェノール型エポキシ樹脂、フェノール・アラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール・アラルキル型エポキシ樹脂から選ばれる1種以上を含有する請求項1〜10いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
  12. (B)硬化剤が、下記一般式(I)又は(II)で示されるフェノール・アラルキル樹脂及びナフトール・アラルキル樹脂から選ばれる1種以上を含有する請求項1〜11いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料。
    Figure 2007161990
    (ここで、Rは水素原子、炭素数1〜12の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、すべてが同一でも異なっていてもよい。iは0又は1〜3の整数を示し、Xは芳香環を含む二価の有機基を示し、nは0又は1〜10の整数を示す。)
    Figure 2007161990
    (ここで、Rは水素原子、炭素数1〜12の置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、すべてが同一でも異なっていてもよい。iは0又は1〜3の整数を示し、Xは芳香環を含む二価の有機基を示し、nは0又は1〜10の整数を示す。)
  13. 請求項1〜12いずれかに記載の封止用エポキシ樹脂成形材料で封止された素子を備えた電子部品装置。
JP2006253356A 2005-11-21 2006-09-19 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 Expired - Fee Related JP5509514B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006253356A JP5509514B2 (ja) 2005-11-21 2006-09-19 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
KR1020087015116A KR20080069264A (ko) 2005-11-21 2006-11-16 밀봉용 에폭시 수지 성형 재료, 및 전자 부품 장치
CN201410466576.7A CN104194276A (zh) 2005-11-21 2006-11-16 提高了黑色度的密封用环氧树脂成形材料的制造方法
PCT/JP2006/322861 WO2007058261A1 (ja) 2005-11-21 2006-11-16 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
US12/094,532 US20090247670A1 (en) 2005-11-21 2006-11-16 Epoxy Resin Molding Material for Sealing, and Electronic Component Device
TW095142810A TW200726811A (en) 2005-11-21 2006-11-20 Epoxy resin molding material for encapsulation and electronic components device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005335619 2005-11-21
JP2005335619 2005-11-21
JP2006253356A JP5509514B2 (ja) 2005-11-21 2006-09-19 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007161990A true JP2007161990A (ja) 2007-06-28
JP5509514B2 JP5509514B2 (ja) 2014-06-04

Family

ID=38048645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006253356A Expired - Fee Related JP5509514B2 (ja) 2005-11-21 2006-09-19 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090247670A1 (ja)
JP (1) JP5509514B2 (ja)
KR (1) KR20080069264A (ja)
CN (1) CN104194276A (ja)
TW (1) TW200726811A (ja)
WO (1) WO2007058261A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015036410A (ja) * 2013-08-15 2015-02-23 信越化学工業株式会社 高誘電率エポキシ樹脂組成物および半導体装置
JP2015093896A (ja) * 2013-11-11 2015-05-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置
JP2020015873A (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体封止用樹脂組成物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法
KR20200058566A (ko) 2017-10-16 2020-05-27 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 봉지용 수지 조성물 및 반도체 장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7982137B2 (en) * 2007-06-27 2011-07-19 Hamilton Sundstrand Corporation Circuit board with an attached die and intermediate interposer
US8263437B2 (en) 2008-09-05 2012-09-11 STATS ChiPAC, Ltd. Semiconductor device and method of forming an IPD over a high-resistivity encapsulant separated from other IPDS and baseband circuit
WO2010092723A1 (ja) * 2009-02-12 2010-08-19 新日本石油株式会社 ベンゾオキサジン樹脂組成物
JPWO2012157529A1 (ja) * 2011-05-13 2014-07-31 日立化成株式会社 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
CN102311650B (zh) * 2011-09-29 2013-04-10 广东工业大学 废旧电路板热解油重馏分与丁苯橡胶共同改性沥青的方法
CN102391657B (zh) * 2011-09-29 2013-06-12 广东工业大学 一种使用废旧印刷电路板热解油重馏分改性沥青的方法
CN104830024B (zh) 2014-01-15 2018-02-06 财团法人工业技术研究院 有机无机混成树脂、包含其的模塑组合物、以及光电装置
JP6019419B1 (ja) * 2015-03-31 2016-11-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 封止用樹脂組成物と、この封止用樹脂組成物を用いた半導体装置、この封止用樹脂組成物を用いる半導体装置の製造方法
CN108447582B (zh) * 2018-02-05 2021-06-29 中北大学 一种核电站用具有放射性的废弃阴阳离子交换树脂的悬浮方法
CN108373909B (zh) * 2018-02-06 2020-11-03 中国石油天然气股份有限公司 一种乳化沥青防塌剂及其制备方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4889249A (ja) * 1972-02-29 1973-11-21
JPS5029635A (ja) * 1973-07-13 1975-03-25
JPS50109234A (ja) * 1974-02-04 1975-08-28
JPH05152363A (ja) * 1991-12-02 1993-06-18 Hitachi Ltd 封止用エポキシ樹脂組成物の製法、該組成物を用いた樹脂封止型半導体装置の製法
JP2001002895A (ja) * 1999-06-22 2001-01-09 Hitachi Chem Co Ltd 半導体用封止材の製造法及び樹脂封止型半導体装置
JP2003040980A (ja) * 2001-07-31 2003-02-13 Nitto Denko Corp 半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置
JP2003160713A (ja) * 2001-11-28 2003-06-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2003327792A (ja) * 2002-05-16 2003-11-19 Kyocera Chemical Corp 封止用樹脂組成物および半導体封止装置
JP2004156052A (ja) * 1999-09-17 2004-06-03 Hitachi Chem Co Ltd 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
JP2004269649A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Kyocera Chemical Corp 封止用樹脂組成物及び樹脂封止型電子部品装置
JP2005054045A (ja) * 2003-08-04 2005-03-03 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
WO2005056676A1 (ja) * 2003-12-11 2005-06-23 Hitachi Chemical Co., Ltd. 封止用エポキシ樹脂成形材料および電子部品装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993024778A1 (en) * 1992-06-03 1993-12-09 Nova Scotia Research Foundation Corporation Manual override system for rotary magnetically operated valve
JPH09194626A (ja) * 1996-01-23 1997-07-29 Osaka Gas Co Ltd 樹脂複合摺動材
JP2002146672A (ja) * 2000-11-06 2002-05-22 Polymatech Co Ltd 熱伝導性充填剤及び熱伝導性接着剤並びに半導体装置
JP2002226679A (ja) * 2000-11-28 2002-08-14 Sumitomo Bakelite Co Ltd 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並びに半導体装置
JP2003268245A (ja) * 2002-03-18 2003-09-25 Osaka Gas Co Ltd 複合樹脂組成物およびその製造方法
JP2003277589A (ja) * 2002-03-27 2003-10-02 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体封止用エポキシ樹脂成形材料およびその製造方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4889249A (ja) * 1972-02-29 1973-11-21
JPS5029635A (ja) * 1973-07-13 1975-03-25
JPS50109234A (ja) * 1974-02-04 1975-08-28
JPH05152363A (ja) * 1991-12-02 1993-06-18 Hitachi Ltd 封止用エポキシ樹脂組成物の製法、該組成物を用いた樹脂封止型半導体装置の製法
JP2001002895A (ja) * 1999-06-22 2001-01-09 Hitachi Chem Co Ltd 半導体用封止材の製造法及び樹脂封止型半導体装置
JP2004156052A (ja) * 1999-09-17 2004-06-03 Hitachi Chem Co Ltd 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
JP2003040980A (ja) * 2001-07-31 2003-02-13 Nitto Denko Corp 半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置
JP2003160713A (ja) * 2001-11-28 2003-06-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2003327792A (ja) * 2002-05-16 2003-11-19 Kyocera Chemical Corp 封止用樹脂組成物および半導体封止装置
JP2004269649A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Kyocera Chemical Corp 封止用樹脂組成物及び樹脂封止型電子部品装置
JP2005054045A (ja) * 2003-08-04 2005-03-03 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
WO2005056676A1 (ja) * 2003-12-11 2005-06-23 Hitachi Chemical Co., Ltd. 封止用エポキシ樹脂成形材料および電子部品装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015036410A (ja) * 2013-08-15 2015-02-23 信越化学工業株式会社 高誘電率エポキシ樹脂組成物および半導体装置
JP2015093896A (ja) * 2013-11-11 2015-05-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置
KR20200058566A (ko) 2017-10-16 2020-05-27 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 봉지용 수지 조성물 및 반도체 장치
JP2020015873A (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体封止用樹脂組成物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法
WO2020022070A1 (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体封止用樹脂組成物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法
JP7170240B2 (ja) 2018-07-27 2022-11-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体封止用樹脂組成物、半導体装置、及び半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5509514B2 (ja) 2014-06-04
TWI331619B (ja) 2010-10-11
CN104194276A (zh) 2014-12-10
KR20080069264A (ko) 2008-07-25
TW200726811A (en) 2007-07-16
US20090247670A1 (en) 2009-10-01
WO2007058261A1 (ja) 2007-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5509514B2 (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP6478953B2 (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP4470887B2 (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料および電子部品装置
KR101413822B1 (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
JP5251392B2 (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP2008111101A (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP2005054045A (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP2005015559A (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP2005036085A (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
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
JP4367023B2 (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP6372967B2 (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP2006193618A (ja) 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
JP4367024B2 (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP6583312B2 (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP2011207944A (ja) エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
JP2008115364A (ja) エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
JP2004107583A (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
JP2003246915A (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP2008094970A (ja) 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120807

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121009

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130528

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130719

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140310

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5509514

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees