JP2008239983A - 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置に関する。
近年、半導体素子の高密度実装化が進んでいる。これに伴い、樹脂封止型半導体装置は、従来のピン挿入型のパッケージから面実装型のパッケージが主流になっている。面実装型のIC、LSI等は、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面積が大きくなり、パッケージの肉厚は非常に薄くなってきた。さらにこれらのパッケージは従来のピン挿入型のものと実装方法が異なっている。すなわち、ピン挿入型のパッケージはピンを配線板に挿入した後、配線板裏面から半田付けを行うため、パッケージが直接高温にさらされることがなかった。しかし面実装型のICは配線板表面に仮止めを行い、はんだバスやリフロー装置などで処理されるため、直接半田付け温度(リフロー温度)にさらされる。この結果、ICパッケージが吸湿した場合、リフロー時にこの吸湿水分が気化して、発生した蒸気圧が剥離応力として働き、素子、リードフレーム等のインサートと封止材との間で剥離が発生し、パッケージクラックの発生や電気的特性不良の原因となる。このため、半田耐熱性(耐リフロー性)に優れた封止材料の開発が望まれている。従って、封止材料としては、低吸湿に加え、リードフレーム(Cu,Ag,Au)、チップ界面等の異種材料界面との接着性、密着性の向上が強く求められている。
これらの要求に対応するために、主材となるエポキシ樹脂側から様々な検討がされているが、エポキシ樹脂側の改良だけでは、低吸湿化に伴う耐熱性の低下、密着性の向上に伴う硬化性の低下等が生じ、物性のバランスをとることが困難であった。従って、上記背景から主々のエポキシ樹脂改質材が検討されており、その中の1例としてインデン・スチレン・フェノール共重合オリゴマー(例えば特許文献1参照)や硫黄原子含有化合物(例えば特許文献2、3参照)及び硫黄原子含有シランカップリング剤(例えば特許文献4参照)がある。
特開平10−265650号公報
特開平11−12442号公報
特開2002−3704号公報
特開2000−103940号公報
しかしながら、インデン・スチレン・フェノール共重合オリゴマー(例えば特許文献1参照)や硫黄原子含有シランカップリング剤(例えば特許文献4参照)を用いた場合は、AgやAuのような貴金属との接着性向上効果が乏しく、また硫黄原子含有化合物(例えば特許文献2、3参照)を用いて、文献開示の量を添加しても貴金属との接着性が十分に向上せず、いずれも耐リフロー性を満足するに至っていない。
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、AgやAuのような貴金属やCuやFeなどの金属との接着性が良好で、耐リフロー性が良好となり、かつ成形性や耐湿性、高温放置特性等の信頼性を低下させずに難燃性が良好な封止用エポキシ樹脂組成物、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ことを課題とするものである。
本発明は、(1)(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)下記式(I)で示される4,4’−ジチオジモルホリンを含有する封止用エポキシ樹脂組成物であって、前記(C)4,4’−ジチオジモルホリンの含有量が封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して0.10〜1.00重量%であることを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
また、本発明は、(2)前記(C)4,4’−ジチオジモルホリンの含有量が、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して0.2〜0.6重量%であることを特徴とする前記(1)に記載の封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
また、本発明は、(3)前記(1)又は(2)に記載の封止用エポキシ樹脂組成物で封止された素子を備えることを特徴とする電子部品装置に関する。
本発明によれば、AgやAuのような貴金属やCuやFeなどの金属との接着性が良好で、耐リフロー性が良好となり、かつ成形性や耐湿性、高温放置特性等の信頼性を低下させずに難燃性が良好な封止用エポキシ樹脂組成物、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ことができる。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)下記式(I)で示される4,4’−ジチオジモルホリンを含有する封止用エポキシ樹脂組成物であって、前記(C)4,4’−ジチオジモルホリンの含有量が封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して0.10〜1.00重量%であることを特徴とする。
以下、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を構成する各成分について説明する。
(A)エポキシ樹脂
本発明において用いられる(A)エポキシ樹脂は、従来公知のエポキシ樹脂を使用することができる。使用可能なエポキシ樹脂としては、たとえば、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、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ノボラック型エポキシ樹脂;
ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、アルキル置換又は非置換のビ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;
キシリレン骨格、ビフェニレン骨格を含有するフェノール・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。
(A)エポキシ樹脂
本発明において用いられる(A)エポキシ樹脂は、従来公知のエポキシ樹脂を使用することができる。使用可能なエポキシ樹脂としては、たとえば、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、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ノボラック型エポキシ樹脂;
ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、アルキル置換又は非置換のビ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;
キシリレン骨格、ビフェニレン骨格を含有するフェノール・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。
本発明で用いられる(A)エポキシ樹脂は、流動性及び耐リフロー性の観点からは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、スチルベン型エポキシ樹脂及び硫黄原子含有エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種を含有していることが好ましい。また、硬化性の観点からはノボラック型エポキシ樹脂を含有していることが好ましい。また、低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を含有していることが好ましい。また、耐熱性及び低反り性の観点からはナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種を含有していることが好ましい。難燃性の観点からはビフェニレン型エポキシ樹脂及びナフトール・アラルキル型エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種を含有していることが好ましい。また、高温放置特性向上の観点からは難燃性の良好なエポキシ樹脂を用いてノンハロゲン、ノンアンチモンとすることが好ましい。
特にはビフェニレン型エポキシ樹脂が(C)4,4’−ジチオジモルホリンとの組み合せにおいて、各種金属や貴金属との接着性と硬化性、さらに難燃性のバランスにおいて最も優れている。これは単に各成分の特徴を足した効果ではなく、各成分の相溶性、モルホロジーに起因した相乗効果であるものと推察される。
(一般式(III)中、R1〜R8は水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基から選ばれ、それぞれ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(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。前記一般式(III)中のR1〜R8は、水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基から選ばれるものであり、例えば、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;などが挙げられる。これらの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は、ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名YX‐4000H、YL−6121Hが市販品として入手可能である。
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。前記一般式(III)中のR1〜R8は、水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基から選ばれるものであり、例えば、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;などが挙げられる。これらの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は、ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名YX‐4000H、YL−6121Hが市販品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中30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(一般式(IV)中、R1〜R8は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシル基、炭素数6〜10のアリール基及び炭素数6〜10のアラルキル基から選ばれ、それぞれ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R1〜R8は、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基であり、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;などが挙げられる。これらの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は、R1、R3、R6及びR8がメチル基で、R2、R4、R5及びR7が水素原子であり、n=0を主成分とするYSLV−80XY(東都化成株式会社製商品名)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R1〜R8は、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基であり、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;などが挙げられる。これらの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は、R1、R3、R6及びR8がメチル基で、R2、R4、R5及びR7が水素原子であり、n=0を主成分とするYSLV−80XY(東都化成株式会社製商品名)等が市販品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中30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(一般式(V)中、R1〜R8は水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜5の一価の炭化水素基から選ばれ、それぞれが同一でも異なっていてもよい。nは0〜10の整数を示す。)
上記一般式(V)で示されるスチルベン型エポキシ樹脂は、原料であるスチルベン系フェノール類とエピクロルヒドリンとを塩基性物質存在下で反応させて得ることができる。この原料であるスチルベン系フェノール類としては、たとえば3−tert−ブチル−4,4′−ジヒドロキシ−3′,5,5′−トリメチルスチルベン、3−tert−ブチル−4,4′−ジヒドロキシ−3′,5′,6−トリメチルスチルベン、4,4´−ジヒドロキシ−3,3´,5,5´−テトラメチルスチルベン、4,4´−ジヒドロキシ−3,3´−ジ−tert−ブチル−5,5´−ジメチルスチルベン、4,4´−ジヒドロキシ−3,3´−ジ−tert−ブチル−6,6´−ジメチルスチルベン等が挙げられ、なかでも3−tert−ブチル−4,4′−ジヒドロキシ−3′,5,5′−トリメチルスチルベン、及び4,4´−ジヒドロキシ−3,3´,5,5´−テトラメチルスチルベンが好ましい。これらのスチルベン型フェノール類は単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記一般式(V)で示されるスチルベン型エポキシ樹脂は、原料であるスチルベン系フェノール類とエピクロルヒドリンとを塩基性物質存在下で反応させて得ることができる。この原料であるスチルベン系フェノール類としては、たとえば3−tert−ブチル−4,4′−ジヒドロキシ−3′,5,5′−トリメチルスチルベン、3−tert−ブチル−4,4′−ジヒドロキシ−3′,5′,6−トリメチルスチルベン、4,4´−ジヒドロキシ−3,3´,5,5´−テトラメチルスチルベン、4,4´−ジヒドロキシ−3,3´−ジ−tert−ブチル−5,5´−ジメチルスチルベン、4,4´−ジヒドロキシ−3,3´−ジ−tert−ブチル−6,6´−ジメチルスチルベン等が挙げられ、なかでも3−tert−ブチル−4,4′−ジヒドロキシ−3′,5,5′−トリメチルスチルベン、及び4,4´−ジヒドロキシ−3,3´,5,5´−テトラメチルスチルベンが好ましい。これらのスチルベン型フェノール類は単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記スチルベン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中、30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(一般式(VI)中、R1〜R8は水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルコキシ基から選ばれ、それぞれ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(VI)で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂のなかでも、R2、R3、R6及びR7が水素原子で、R1、R4、R5及びR8がアルキル基であるエポキシ樹脂が好ましく、R2、R3、R6及びR7が水素原子で、R1及びR8がtert−ブチル基で、R4及びR5がメチル基であるエポキシ樹脂がより好ましい。このような化合物としては、YSLV−120TE(東都化成株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。これら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。
上記一般式(VI)で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂のなかでも、R2、R3、R6及びR7が水素原子で、R1、R4、R5及びR8がアルキル基であるエポキシ樹脂が好ましく、R2、R3、R6及びR7が水素原子で、R1及びR8がtert−ブチル基で、R4及びR5がメチル基であるエポキシ樹脂がより好ましい。このような化合物としては、YSLV−120TE(東都化成株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。これら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。
上記硫黄原子含有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中、30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(一般式(VII)中、Rは水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基から選ばれ、nは0〜10の整数を示す。)
上記一般式(VII)で示されるノボラック型エポキシ樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂にエピクロルヒドリンを反応させることによって容易に得られる。一般式(VII)中のRとしては、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、イソブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシル基;などが好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましい。nは0〜3の整数が好ましい。上記一般式(VII)で示されるノボラック型エポキシ樹脂のなかでも、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
が好ましい。このような化合物としてはEOCN−1020(日本化薬株式会社製商品名)、YDCN−500(東都化成株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記一般式(VII)で示されるノボラック型エポキシ樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂にエピクロルヒドリンを反応させることによって容易に得られる。一般式(VII)中のRとしては、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、イソブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシル基;などが好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましい。nは0〜3の整数が好ましい。上記一般式(VII)で示されるノボラック型エポキシ樹脂のなかでも、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
が好ましい。このような化合物としてはEOCN−1020(日本化薬株式会社製商品名)、YDCN−500(東都化成株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記ノボラック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中、30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(一般式(VIII)中、R1及びR2は水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基からそれぞれ独立して選ばれ、nは0〜10の整数を示し、mは0〜6の整数を示す。)
上記式(VIII)中のR1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、tert−ブチル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基;ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの置換基を有していてもよい一価の炭化水素基が挙げられ、なかでもメチル基、エチル基等のアルキル基及び水素原子が好ましく、メチル基及び水素原子がより好ましい。R2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、tert−ブチル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基;ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの置換基を有していてもよい一価の炭化水素基が挙げられ、なかでも水素原子が好ましい。このような化合物としてはHP−7200(大日本インキ化学工業株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記式(VIII)中のR1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、tert−ブチル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基;ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの置換基を有していてもよい一価の炭化水素基が挙げられ、なかでもメチル基、エチル基等のアルキル基及び水素原子が好ましく、メチル基及び水素原子がより好ましい。R2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、tert−ブチル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基;ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基などの置換基を有していてもよい一価の炭化水素基が挙げられ、なかでも水素原子が好ましい。このような化合物としてはHP−7200(大日本インキ化学工業株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記ジシクロペンタジエン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中、30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(一般式(IX)中、R1〜R3は水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基から選ばれ、それぞれが同一でも異なっていてもよい。pは1又は0で、l、mはそれぞれ0〜11の整数であって、(l+m)が1〜11の整数でかつ(l+p)が1〜12の整数となるよう選ばれる。iは0〜3の整数、jは0〜2の整数、kは0〜4の整数を示す。)
上記一般式(IX)で示されるナフタレン型エポキシ樹脂としては、l個の構成単位及びm個の構成単位をランダムに含むランダム共重合体、交互に含む交互共重合体、規則的に含む共重合体、ブロック状に含むブロック共重合体が挙げられ、これらのいずれか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。R1、R2が水素原子で、R3がメチル基である上記化合物としては、NC−7000(日本化薬株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記一般式(IX)で示されるナフタレン型エポキシ樹脂としては、l個の構成単位及びm個の構成単位をランダムに含むランダム共重合体、交互に含む交互共重合体、規則的に含む共重合体、ブロック状に含むブロック共重合体が挙げられ、これらのいずれか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。R1、R2が水素原子で、R3がメチル基である上記化合物としては、NC−7000(日本化薬株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記ナフタレン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中、30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(一般式(X)中、Rは水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基から選ばれ、nは1〜10の整数を示す。)
上記一般式(X)で示されるトリフェニルメタン型エポキシ樹脂としては、Rが水素原子であるE−1032(ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記一般式(X)で示されるトリフェニルメタン型エポキシ樹脂としては、Rが水素原子であるE−1032(ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記トリフェニルメタン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中、30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(一般式(XI)中、R1〜R9は、それぞれが同一でも異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシル基、炭素数6〜10のアリール基及び炭素数6〜10のアラルキル基から選ばれる、nは0〜10の整数を示す。)
上記下記一般式(XI)において、R1〜R9としては、例えば、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、イソブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシル基;フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数6〜10のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等の炭素数6〜10のアラルキル基などが挙げられ、これらのなかでも、水素原子又はメチル基が好ましい。ビフェニレン型エポキシ樹脂の市販品としては、NC−3000(日本化薬株式会社製商品名)が入手可能である。
上記下記一般式(XI)において、R1〜R9としては、例えば、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、イソブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシル基;フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数6〜10のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等の炭素数6〜10のアラルキル基などが挙げられ、これらのなかでも、水素原子又はメチル基が好ましい。ビフェニレン型エポキシ樹脂の市販品としては、NC−3000(日本化薬株式会社製商品名)が入手可能である。
上記ビフェニレン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中、30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(一般式(XII)中、R1〜R2は水素原子及び置換基を有していてもよい一価の炭化水素基から選ばれ、それぞれが同一でも異なっていてもよい。nは1〜10の整数を示す。)
ナフトール・アラルキル型エポキシ樹脂の市販品としては、ESN−175等(東都化成株式会社製商品名)が市販品として入手可能である。
ナフトール・アラルキル型エポキシ樹脂の市販品としては、ESN−175等(東都化成株式会社製商品名)が市販品として入手可能である。
上記ナフトール・アラルキ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中、30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(一般式(XIII)中のR1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜12の炭化水素基及び置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基から選ばれ、それぞれが同一でも異なっていてもよい。nは0〜4の整数を示す。またR2は、置換基を有していてもよい炭素数1〜12の炭化水素基及び置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基から選ばれ、それぞれが同一でも異なっていてもよい。mは0〜2の整数を示す。)
上記一般式(XIII)で示されるエポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式(XIV)〜(XXXII)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
上記一般式(XIII)で示されるエポキシ樹脂としては、たとえば下記一般式(XIV)〜(XXXII)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
これらのなかでも、難燃性、成形性の観点からは上記一般式(XIV)で示されるエポキシ樹脂が好ましい。このような化合物としてはYX−8800(ジャパンエポキシレジン社製商品名)等が入手可能である。
上記構造式(XIII)の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中、30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(一般式(XXXIII)中、R1は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基及び炭素数1〜6のアルコキシ基から選ばれ、それぞれが同一でも異なっていてもよい。R2、R3は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基から選ばれ、それぞれが同一でも異なっていてもよい。nは1〜20の整数を示し、mは1〜3の整数を示す。)
一般式(XXXIII)中、mは1〜2であることが難燃性、硬化性の観点から好ましい。一般式(XXXIII)で示される化合物は、インドール類と架橋剤を酸触媒下で反応させた後、エピハロヒドリン化合物と反応させることにより得られる。インドール類の置換基R1としては水素原子、メトキシ基、エトキシ基、ビニルエーテル基、イソプロポキシ基、アリルオキシ基、プロパルギルエーテル基、ブトキシ基、フェノキシ基、メチル基、エチル基、ビニル基、エチン基、n−プロピル基、イソプロピル基、アリル基、プロパルギル基、ブチル基、n−アミル基、sec−アミル基、tert−アミル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基等が挙げられる。好ましくは水素原子、炭素数1〜3のアルキル基であり、より好ましくは水素原子である。架橋剤と反応させて得られる下記一般式(a)の架橋基としてはp−キシリレン基、m−キシリレン基、1,4−ビスエチリデンフェニル基、1,3−ビスエチリデンフェニレン基、1,4−ビスイソプロピリデンフェニレン基、1,3−イソプロピリデンフェニレン基、4,4’−ビスメチレンビフェニル基、3,4’−ビスメチレンビフェニル基、3,3’−ビスメチレンビフェニル基、4,4’−ビスエチリデンビフェニル基、3,4’−ビスエチリデンビフェニル基、3,3’−ビスエチリデンビフェニル基、4,4’−ビスイソプロピリデンビフェニル基、3,4’−ビスイソプロピリデンビフェニル基、3,3’−ビスイソプロピリデンビフェニル基が挙げられる。また架橋剤としてホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデヒド、アミルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトン等のアルデヒド類、ケトン類を併用してもよい。nは1〜20の整数を示すが、好ましくは1〜5である。酸触媒としては塩酸、硫酸、燐酸、蟻酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホン酸、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化鉄、三フッ化ホウ素酸、イオン交換樹脂、活性白土、シリカアルミナ、ゼオライト等が挙げられる。
一般式(XXXIII)中、mは1〜2であることが難燃性、硬化性の観点から好ましい。一般式(XXXIII)で示される化合物は、インドール類と架橋剤を酸触媒下で反応させた後、エピハロヒドリン化合物と反応させることにより得られる。インドール類の置換基R1としては水素原子、メトキシ基、エトキシ基、ビニルエーテル基、イソプロポキシ基、アリルオキシ基、プロパルギルエーテル基、ブトキシ基、フェノキシ基、メチル基、エチル基、ビニル基、エチン基、n−プロピル基、イソプロピル基、アリル基、プロパルギル基、ブチル基、n−アミル基、sec−アミル基、tert−アミル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基等が挙げられる。好ましくは水素原子、炭素数1〜3のアルキル基であり、より好ましくは水素原子である。架橋剤と反応させて得られる下記一般式(a)の架橋基としてはp−キシリレン基、m−キシリレン基、1,4−ビスエチリデンフェニル基、1,3−ビスエチリデンフェニレン基、1,4−ビスイソプロピリデンフェニレン基、1,3−イソプロピリデンフェニレン基、4,4’−ビスメチレンビフェニル基、3,4’−ビスメチレンビフェニル基、3,3’−ビスメチレンビフェニル基、4,4’−ビスエチリデンビフェニル基、3,4’−ビスエチリデンビフェニル基、3,3’−ビスエチリデンビフェニル基、4,4’−ビスイソプロピリデンビフェニル基、3,4’−ビスイソプロピリデンビフェニル基、3,3’−ビスイソプロピリデンビフェニル基が挙げられる。また架橋剤としてホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデヒド、アミルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトン等のアルデヒド類、ケトン類を併用してもよい。nは1〜20の整数を示すが、好ましくは1〜5である。酸触媒としては塩酸、硫酸、燐酸、蟻酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホン酸、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化鉄、三フッ化ホウ素酸、イオン交換樹脂、活性白土、シリカアルミナ、ゼオライト等が挙げられる。
(一般式(a)中のR2、R3は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基から選ばれ、それぞれが同一でも、異なっていてもよい。mは1〜3の整数を示す。)
一般式(XXXIII)で示される化合物としては、ENP−80(東都化成株式会社製)等が入手可能である。一般式(XXXIII)で示される化合物の軟化点は、好ましくは40〜200℃、より好ましくは50〜160℃、さらに好ましくは60〜120℃である。前記軟化点が40℃未満の場合、硬化性が低下する傾向にあり、200℃を超える場合は流動性が低下する傾向にある。ここで軟化点とはJIS−K−6911の環球法に基づき測定される軟化点を示す。
一般式(XXXIII)で示される化合物としては、ENP−80(東都化成株式会社製)等が入手可能である。一般式(XXXIII)で示される化合物の軟化点は、好ましくは40〜200℃、より好ましくは50〜160℃、さらに好ましくは60〜120℃である。前記軟化点が40℃未満の場合、硬化性が低下する傾向にあり、200℃を超える場合は流動性が低下する傾向にある。ここで軟化点とはJIS−K−6911の環球法に基づき測定される軟化点を示す。
上記一般式(XXXIII)の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中、30質量%以上とすることが好ましく、50質量%以上とすることがより好ましく、60質量%以上とすることが特に好ましい。
(B)硬化剤
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組成物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;ビフェニレン型フェノール・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;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、ジシクロペンタジエン型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;トリフェニルメタン型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂;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;メラミ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;これら2種以上を共重合して得たフェノール樹脂;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。
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組成物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;ビフェニレン型フェノール・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;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、ジシクロペンタジエン型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;トリフェニルメタン型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂;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;メラミ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;これら2種以上を共重合して得たフェノール樹脂;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。
(一般式(XXXIV)中、Rは水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基から選ばれ、nは0〜10の整数を示す。)
一般式(XXXIV)中においてRが水素原子で、nの平均値が0〜8であるフェノール・アラルキル樹脂がより好ましい。具体例としては、p−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂、m−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂等が挙げられる。
一般式(XXXIV)中においてRが水素原子で、nの平均値が0〜8であるフェノール・アラルキル樹脂がより好ましい。具体例としては、p−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂、m−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂等が挙げられる。
このような化合物としてはXLC(三井化学株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。フェノール・アラルキル型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために(B)硬化剤全量に対して30重量%以上とすることが好ましく、50重量%以上がより好ましい。
上記一般式(XXXV)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R1、R2が全て水素原子である化合物等が挙げられ、このような化合物としては、SN−170(新日鐵化学株式会社製商品名)が市販品として入手可能である。
ナフトール・アラルキル型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために(B)硬化剤全量に対して30重量%以上とすることが好ましく、50重量%以上がより好ましく、60質量%以上が特に好ましい。
(一般式(XXXVI)中、R1及びR2は水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基からそれぞれ独立して選ばれ、nは0〜10の整数を示し、mは0〜6の整数を示す。)
上記一般式(XXXVI)においてR1及びR2が水素原子である上記化合物としてはDPP(新日本石油化学株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記一般式(XXXVI)においてR1及びR2が水素原子である上記化合物としてはDPP(新日本石油化学株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために(B)硬化剤全量に対して30重量%以上とすることが好ましく、50重量%以上がより好ましく、60質量%以上が特に好ましい。
(一般式(XXXVII)中、Rは水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基から選ばれ、nは1〜10の整数を示す。)
上記一般式(XXXVII)において、Rが水素原子である上記化合物としては、MEH−7500(明和化成株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
上記一般式(XXXVII)において、Rが水素原子である上記化合物としては、MEH−7500(明和化成株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
トリフェニルメタン型フェノール樹脂の配合量は、(B)硬化剤全量に対して、30重量%以上とすることが好ましく、50重量%以上がより好ましく、60質量%以上が特に好ましい。
ノボラック型フェノール樹脂としては、たと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、ナフトールノボラック樹脂等が挙げられ、なかでもフェノールノボラック樹脂が好ましい。フェノールノボラック樹脂としては、H−1(明和化成株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
ノボラック型フェノール樹脂の配合量は、(B)硬化剤全量に対して、30重量%以上とすることが好ましく、50重量%以上がより好ましく、60質量%以上が特に好ましい。
上記一般式(XXXVIII)中のR1〜R9は、それぞれが同一でも異なっていてもよく、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、イソブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシル基;フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数6〜10のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等の炭素数6〜10のアラルキル基;などから選ばれ、これらのなかでも水素原子又はメチル基が好ましい。nは0〜10の整数を示す。
上記一般式(XXXVIII)で示されるビフェニレン型フェノール・アラルキル樹脂としては、たとえばR1〜R9が全て水素原子である化合物等が挙げられ、なかでも溶融粘度の観点から、nが1以上の縮合体を50重量%以上含む縮合体の混合物が好ましい。このような化合物としては、MEH−7851(明和化成株式会社製商品名)が市販品として入手可能である。
ビフェニレン型フェノール・アラルキル樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能を発揮するために(B)硬化剤全量に対して、30重量%以上とすることが好ましく、50重量%以上がより好ましく、60質量%以上が特に好ましい。
上記のアラルキル型フェノール樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、ビフェニレン型フェノール・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。
併用する上記硬化剤の中では特にノボラック型フェノール樹脂が硬化性の観点から好ましく、アラルキル型フェノール樹脂が流動性、耐リフロー性の観点から好ましい。
(一般式(XXXIX)中のR1は水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基から選ばれ、R2は水素原子及び置換基を有していてもよい炭素数1〜10の一価の炭化水素基から選ばれ、nは0〜10の整数を示し、mは0〜10の整数を示す。)
一般式(XXXIX)で示される化合物はフェノール化合物と芳香族アルデヒド化合物及びビフェニレン化合物を酸触媒の存在下で反応させることにより得られる。フェノール化合物としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール等の置換フェノール類が用いられる。芳香族アルデヒド化合物は、芳香族に結合した1個のアルデヒド基を持った芳香族化合物である。芳香族アルデヒド化合物としては、ベンズアルデヒド、メチルベンズアルデヒド、エチルベンズアルデヒド、tert−ブチルベンズアルデヒド等が挙げられる。またビフェニレン化合物としては、ビフェニレングリコール、ビフェニレングリコールジメチルエーテル、ビフェニレングリコールジエチルエーテル、ビフェニレングリコールジアセトキシエステル、ビフェニレングリコールジプロピオキシエステル、ビフェニレングリコールモノメチルエーテル、ビフェニレングリコールモノアセトキシエステル等が挙げられる。特にビフェニレングリコール、ビフェニレングリコールジメチルエーテルが好ましい。また下記一般式(b)で示されるビフェニレン化合物も用いることができる。
一般式(XXXIX)で示される化合物はフェノール化合物と芳香族アルデヒド化合物及びビフェニレン化合物を酸触媒の存在下で反応させることにより得られる。フェノール化合物としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール等の置換フェノール類が用いられる。芳香族アルデヒド化合物は、芳香族に結合した1個のアルデヒド基を持った芳香族化合物である。芳香族アルデヒド化合物としては、ベンズアルデヒド、メチルベンズアルデヒド、エチルベンズアルデヒド、tert−ブチルベンズアルデヒド等が挙げられる。またビフェニレン化合物としては、ビフェニレングリコール、ビフェニレングリコールジメチルエーテル、ビフェニレングリコールジエチルエーテル、ビフェニレングリコールジアセトキシエステル、ビフェニレングリコールジプロピオキシエステル、ビフェニレングリコールモノメチルエーテル、ビフェニレングリコールモノアセトキシエステル等が挙げられる。特にビフェニレングリコール、ビフェニレングリコールジメチルエーテルが好ましい。また下記一般式(b)で示されるビフェニレン化合物も用いることができる。
一般式(XXXIX)で示される化合物としてはHE−610C、620C(エア・ウォーター株式会社製)等が入手可能である。
一般式(XXXIX)で示される化合物の配合量は、(B)硬化剤全量に対して50〜90重量%であり、70〜85重量%が好ましい。前記配合量が50重量%以上であると難燃性が良好となり、90重量%以下であると反り低減効果が良好となる。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には難燃性を向上させる観点から、アセナフチレンを含有してもよい。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重合物として用いることもできる。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、触媒を用い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重合物の軟化点は、60〜150℃が好ましく、70〜130℃がより好ましい。前記軟化点が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重量%以下が好ましく、9重量%以下がより好ましい。
さらに、アセナフチレンとして、(B)硬化剤の一部又は全部と予備混合されたアセナフチレンを含有することもできる。(B)硬化剤の一部又は全部と、アセナフチレン、アセナフチレンの重合物及びアセナフチレンと他の芳香族オレフィンとの重合物から選ばれる1種以上とを予備混合したものを用いてもよい。予備混合の方法としては、(B)硬化剤及びアセナフチレン成分をそれぞれ微細に粉砕し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、(B)硬化剤及び/又はアセナフチレン成分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が、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。溶融混合は、(B)硬化剤及び/又はアセナフチレン成分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、溶融混合は両者が均一に混合すれば混合時間に制限はないが、1〜20時間が好ましく、2〜15時間がより好ましい。
(B)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成分が重合もしくは(B)硬化剤と反応しても構わない。本発明の封止用エポキシ樹脂組成物中には、アセナフチレン成分の分散性に起因する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(B)硬化剤中に90重量%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重量%が好ましく、8〜25重量%がより好ましい。前記含有量が5重量%より少ないと難燃性が低下する傾向があり、40重量%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組成物中に含まれるアセナフチレン構造の含有率は、難燃性と成形性の観点からは0.1〜5重量%が好ましく、0.3〜3重量%がより好ましい。前記含有率が0.1重量%より少ないと難燃性に劣る傾向にあり、5重量%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、(A)エポキシ樹脂中のエポキシ基数に対する(B)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0.5〜2.0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。成形性及び耐リフロー性に優れる封止用エポキシ樹脂組成物を得るという観点では、前記当量比は0.8〜1.2の範囲に設定されることがさらに好ましい。
(C)4,4’−ジチオジモルホリン
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、(C)下記一般式(I)で示される4,4’−ジチオジモルホリンを封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して0.10〜1.00重量%含有することが重要であり、それによって耐リフロー性、耐湿性、高温放置特性を向上することができる。また、前記含有量が0.1重量%以上であると、AgやAuなどの貴金属との接着性が大きく向上し、1.0重量%以下であるとCu、Fe等の金属との接着性が良好となる。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、(C)下記一般式(I)で示される4,4’−ジチオジモルホリンを封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して0.10〜1.00重量%含有することが重要であり、それによって耐リフロー性、耐湿性、高温放置特性を向上することができる。また、前記含有量が0.1重量%以上であると、AgやAuなどの貴金属との接着性が大きく向上し、1.0重量%以下であるとCu、Fe等の金属との接着性が良好となる。
上記4,4’−ジチオジモルホリンの含有量は、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して0.20〜0.60重量%であることが好ましく、0.30〜0.50重量%であることが特に好ましい。
上記一般式(I)で示される4,4’−ジチオジモルホリンとしては、バルノックR(大内新興化学工業株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
(D)硬化促進剤
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤の反応を促進させるために必要に応じて(D)硬化促進剤を用いることができる。(D)硬化促進剤は、封止用エポキシ樹脂組成物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、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、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ホスフィン化合物及びこれらのホスフィン化合物に無水マレイン酸、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。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤の反応を促進させるために必要に応じて(D)硬化促進剤を用いることができる。(D)硬化促進剤は、封止用エポキシ樹脂組成物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、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、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ホスフィン化合物及びこれらのホスフィン化合物に無水マレイン酸、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。
これらのなかでも、難燃性、硬化性の観点からは、トリフェニルホスフィンが好ましく、難燃性、硬化性、流動性及び離型性の観点からは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い。第三ホスフィン化合物としては、特に限定するものではないが、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、ブチルジフェニルホスフィン、エ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、トリス(4−エチルフェニル)ホスフィン、トリス(4−プロピルフェニル)ホスフィン、トリス(4−ブチルフェニル)ホスフィン、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフィン、トリス(t−ブチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,4−ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,6−ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,4,6−トリメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,6−ジメチル−4−エトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4−エトキシフェニル)ホスフィンなどのアルキル基、アリール基を有する第三ホスフィン化合物が好ましい。またキノン化合物としてはo−ベンゾキノン、p−ベンゾキノン、ジフェノキノン、1,4−ナフトキノン、アントラキノン等があげられ、なかでも耐湿性、保存安定性の観点からp−ベンゾキノンが好ましい。トリス(4−メチルフェニル)ホスフィンとp−ベンゾキノンとの付加物が離型性の観点からより好ましい。
(D)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、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して0.005〜2.0重量%が好ましく、0.01〜0.5重量%がより好ましい。前記配合量が0.005重量%未満では短時間での硬化性に劣る傾向があり、2.0重量%を超えると硬化速度が速すぎて良好な成形品を得ることが困難になる傾向がある。
(E)無機充填剤
本発明では必要に応じて(E)無機充填剤を配合することができる。無機充填剤は、吸湿性、線膨張係数低減、熱伝導性向上及び強度向上の向上のために封止用エポキシ樹脂組成物に配合されるものであり、封止用エポキシ樹脂組成物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、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、ガラス繊維等が挙げられる。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、複合金属水酸化物、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛などが挙げられる。ここで、硼酸亜鉛としてはFB−290、FB−500(U.S.Borax社製)、FRZ−500C(水澤化学社製)等が、モリブデン酸亜鉛としてはKEMGARD911B、911C、1100(Sherwin−Williams社製)等が各々市販品として入手可能である。
本発明では必要に応じて(E)無機充填剤を配合することができる。無機充填剤は、吸湿性、線膨張係数低減、熱伝導性向上及び強度向上の向上のために封止用エポキシ樹脂組成物に配合されるものであり、封止用エポキシ樹脂組成物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、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、ガラス繊維等が挙げられる。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、複合金属水酸化物、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛などが挙げられる。ここで、硼酸亜鉛としてはFB−290、FB−500(U.S.Borax社製)、FRZ−500C(水澤化学社製)等が、モリブデン酸亜鉛としてはKEMGARD911B、911C、1100(Sherwin−Williams社製)等が各々市販品として入手可能である。
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。これらのなかでも、充填性、線膨張係数の低減の観点からは溶融シリカが好ましく、高熱伝導性の観点からはアルミナが好ましい。また、無機充填剤の形状は充填性及び金型摩耗性の点から球形が好ましい。
(E)無機充填剤の配合量は、難燃性、成形性、吸湿性、線膨張係数低減、強度向上及び耐リフロー性の観点から、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して50重量%以上が好ましく、60〜95重量%が難燃性の観点からより好ましく、70〜90重量%がさらに好ましい。前記配合量が50重量%未満では難燃性及び耐リフロー性が低下する傾向があり、95重量%を超えると流動性が不足する傾向があり、また難燃性も低下する傾向にある。
(F)カップリング剤
本発明において(E)無機充填剤を用いる場合、樹脂成分と(E)無機充填剤との接着性を高めるために、(F)カップリング剤をさらに配合することが好ましい。(F)カップリング剤としては、封止用エポキシ樹脂組成物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、アミノシラン、エポキシシラン、メルカプトシラン、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が挙げられる。(F)カップリング剤の具体例としては、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メトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、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、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種類以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において(E)無機充填剤を用いる場合、樹脂成分と(E)無機充填剤との接着性を高めるために、(F)カップリング剤をさらに配合することが好ましい。(F)カップリング剤としては、封止用エポキシ樹脂組成物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、アミノシラン、エポキシシラン、メルカプトシラン、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が挙げられる。(F)カップリング剤の具体例としては、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メトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、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、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種類以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのなかでも流動性、金線変形低減、難燃性の観点からは2級アミノ基を有するシラン系カップリング剤が好ましい。2級アミノ基を有するシラン系カップリング剤は分子内に2級アミノ基を有するシラン化合物であれば特に制限はないが、たとえば、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリエトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジメトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−(N−メチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−エチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−ブチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−ベンジル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−メチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−エチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−ブチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−ベンジル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−メチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−エチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−ブチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−ベンジル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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)アミノプロピルトリメトキシシラン、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等が挙げられる。なかでも下記一般式(II)で示されるアミノシランカップリング剤が特に好ましい。
(一般式(II)中、R1は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基及び炭素数1〜2のアルコキシ基から選ばれ、R2は炭素数1〜6のアルキル基及びフェニル基から選ばれ、R3はメチル基又はエチル基を示し、nは1〜6の整数を示し、mは1〜3の整数を示す。)
(F)カップリング剤の配合量は、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して0.037〜4.75重量%であることが好ましく、0.05〜5重量%であることがより好ましく、0.1〜2.5重量%であることがさらに好ましい。前記配合量が0.037重量%未満ではフレームとの接着性が低下する傾向があり、4.75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。
(F)カップリング剤の配合量は、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して0.037〜4.75重量%であることが好ましく、0.05〜5重量%であることがより好ましく、0.1〜2.5重量%であることがさらに好ましい。前記配合量が0.037重量%未満ではフレームとの接着性が低下する傾向があり、4.75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。
(各種添加剤)
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物では、必要に応じて上述の成分(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)4,4’−ジチオジモルホリン、(D)硬化促進剤、(E)無機充填剤、(F)カップリング剤に加えて、以下に例示する難燃剤、イオン交換体、離型剤、応力緩和剤、着色剤といった各種添加剤を追加してもよい。しかし、本発明によるエポキシ樹脂組成物には、以下の添加剤に限定することなく、必要に応じて当技術分野で周知の各種添加剤を追加してもよい。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物では、必要に応じて上述の成分(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)4,4’−ジチオジモルホリン、(D)硬化促進剤、(E)無機充填剤、(F)カップリング剤に加えて、以下に例示する難燃剤、イオン交換体、離型剤、応力緩和剤、着色剤といった各種添加剤を追加してもよい。しかし、本発明によるエポキシ樹脂組成物には、以下の添加剤に限定することなく、必要に応じて当技術分野で周知の各種添加剤を追加してもよい。
(難燃剤)
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、さらに難燃性を向上する目的で従来公知の難燃剤、特に信頼性の観点からはノンハロゲン、ノンアンチモンの難燃剤を必要に応じて配合することができる。難燃剤としては、たとえば、赤リン、酸化亜鉛等の無機化合物とフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂で被覆された赤リン及びリン酸エステル、ホスフィンオキサイド等のリン化合物、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、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、複合金属水酸化物、酸化亜鉛、錫酸亜鉛、硼酸亜鉛、酸化鉄、酸化モリブデン、モリブデン酸亜鉛、ジシクロペンタジエニル鉄等の金属元素を含む化合物などが挙げられ、これらの1種を単独で用いても2種以上を組合わせて用いてもよい。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、さらに難燃性を向上する目的で従来公知の難燃剤、特に信頼性の観点からはノンハロゲン、ノンアンチモンの難燃剤を必要に応じて配合することができる。難燃剤としては、たとえば、赤リン、酸化亜鉛等の無機化合物とフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂で被覆された赤リン及びリン酸エステル、ホスフィンオキサイド等のリン化合物、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、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、複合金属水酸化物、酸化亜鉛、錫酸亜鉛、硼酸亜鉛、酸化鉄、酸化モリブデン、モリブデン酸亜鉛、ジシクロペンタジエニル鉄等の金属元素を含む化合物などが挙げられ、これらの1種を単独で用いても2種以上を組合わせて用いてもよい。
これらのなかでも流動性の観点からは、リン酸エステル、ホスフィンオキサイド及びシクロホスファゼンが好ましい。リン酸エステルはリン酸とアルコール化合物又はフェノール化合物のエステル化合物であれば特に制限はないが、例えばトリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、トリス(2,6ジメチルフェニル)ホスフェート及び芳香族縮合リン酸エステル等が挙げられる。なかでも耐加水分解性の観点からは、下記一般式(XXXX)で示される芳香族縮合リン酸エステルが好ましい。
これらリン酸エステルの添加量は、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量から(E)無機充填剤を除く他の全配合成分に対して、燐原子の量で0.2〜3.0重量%の範囲内であることが好ましい。前記添加量が0.2重量%より少ない場合は難燃効果が低くなる傾向があり、3.0重量%を超える場合は成形性、耐湿性の低下や、成形時にこれらのリン酸エステルがしみ出し、外観を阻害する場合がある。
(一般式(XXXXVI)中、R1、R2及びR3は置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、アリール基、アラルキル基及び水素原子から選ばれ、それぞれが同一でも異なってもよい。ただしすべてが水素原子である場合を除く。)
上記一般式(XXXXVI)で示されるリン化合物の中でも、耐加水分解性の観点からはR1〜R3が、置換基を有していてもよいアリール基であることが好ましく、特に好ましくはフェニル基である。
上記一般式(XXXXVI)で示されるリン化合物の中でも、耐加水分解性の観点からはR1〜R3が、置換基を有していてもよいアリール基であることが好ましく、特に好ましくはフェニル基である。
ホスフィンオキサイドの配合量は、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して、リン原子の量が0.01〜0.2重量%であることが好まく、0.02〜0.1重量%であることがより好ましく、0.03〜0.08重量%であることが特に好ましい。前記配合量が0.01重量%未満であると難燃性が低下する傾向があり、0.2重量%を超えると成形性、耐湿性が低下する傾向がある。
シクロホスファゼンとしては主鎖骨格中に次式(XXXXVII)及び/又は次式(XXXXVIII)を繰り返し単位として含む環状ホスファゼン化合物、あるいはホスファゼン環中の燐原子に対する置換位置が異なる次式(XXXXIX)及び/又は次式(XXXXX)を繰り返し単位として含む化合物等が挙げられる。
ここで、式(XXXXVII)及び式(XXXXIX)中のmは1〜10の整数で、R1〜R4は置換基を有しても良い炭素数1〜12のアルキル基、アリール基及び水酸基から選ばれ、それぞれが同一でも異なっていても良い。Aは炭素数1〜4のアルキレン基又はアリレン基を示す。式(XXXXVIII)及び式(XXXXX)中のnは1〜10の整数で、R5〜R8は置換基を有していても良い炭素数1〜12のアルキル基又はアリール基から選ばれ、それぞれが同一でも異なっていても良く、Aは炭素数1〜4のアルキレン基又はアリレン基を示す。また、式中m個のR1、R2、R3、R4はm個全てが同一でも異なっていても良く、n個のR5、R6、R7、R8はn個全てが同一でも異なっていても良い。
上記式(XXXXVII)〜式(XXXXX)において、R1〜R8で示される置換基を有していても良い炭素数1〜12のアルキル基又はアリール基としては特に制限はないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基;フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基等のアリール基;o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,3−キシリル基、2,4−キシリル基、o−クメニル基、m−クメニル基、p−クメニル基、メシチル基等のアルキル基置換アリール基;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;などが挙げられ、さらにこれらに置換する置換基としては、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、水酸基、アミノ基、エポキシ基、ビニル基、ヒドロキシアルキル基、アルキルアミノ基等が挙げられる。
これらの中で、封止用エポキシ樹脂組成物の耐熱性、耐湿性の観点からはアリール基が好ましく、より好ましくはフェニル基もしくはヒドロキシフェニル基である。
また、上記式(XXXXVII)〜式(XXXXX)中のAで示される炭素数1〜4のアルキレン基又はアリレン基としては特に制限はないが、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基等が挙げられ、封止用エポキシ樹脂組成物の耐熱性、耐湿性の観点からはアリレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましい。
環状ホスファゼン化合物は、上記式(XXXXVII)〜式(XXXXX)のいずれかの重合物、上記式(XXXXVII)と上記式(XXXXVIII)との共重合物、又は上記式(XXXXIX)と上記式(XXXXX)との共重合物であるが、共重合物の場合、ランダム共重合物でも、ブロック共重合物でも、交互共重合物のいずれでも良い。その共重合モル比m/nは特に限定するものではないが、エポキシ樹脂硬化物の耐熱性や強度向上の観点から1/0〜1/4が好ましく、1/0〜1/1.5がより好ましい。また、重合度m+nは1〜20であり、好ましくは2〜8、より好ましくは3〜6である。
上記式(XXXXXII)中のm、nは、0〜9の整数で、R1〜R6はそれぞれ独立に水素または水酸基から選ばれる。また、上記式(XXXXXII)で示される環状ホスファゼン化合物は、次に示すn個の繰り返し単位(c)とm個の繰り返し単位(d)を交互に含むもの、ブロック状に含むもの、ランダムに含むもののいずれであってもかまわないが、ランダムに含むものが好ましい。
これらのなかでも、上記式(XXXXXI)でnが3〜6の重合体を主成分とするものや、上記式(XXXXXII)でR5〜R6が全て水素又は1つが水酸基であり、m/nが1/2〜1/3で、m+nが3〜6の共重合体を主成分とするものが好ましい。また、市販のホスファゼン化合物としては、SPE−100(大塚化学製商品名)が入手可能である。
(式(XXXXXIII)中、M1、M2及びM3は互いに異なる金属元素を示し、a、b、c、d、e、f、p、q及びmは正の数、rは0又は正の数を示す。)
なかでも、上記組成式(XXXXXIII)中のrが0である化合物、すなわち、下記組成式(XXXXXIV)で示される化合物がさらに好ましい。
なかでも、上記組成式(XXXXXIII)中のrが0である化合物、すなわち、下記組成式(XXXXXIV)で示される化合物がさらに好ましい。
(式(XXXXXIV)中、M1及びM2は互いに異なる金属元素を示し、a、b、c、d及びlは正の数を示す。)
上記組成式(XXXXXIII)及び(XXXXXIV)中のM1、M2及びM3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、M1とM2が同一とならないようにM1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、M2がIIIB〜IIB族の遷移金属元素から選ばれることが好ましく、M1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、M2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、M1がマグネシウム、M2が亜鉛又はニッケルであることが好ましく、M1がマグネシウムでM2が亜鉛であることがより好ましい。
上記組成式(XXXXXIII)及び(XXXXXIV)中のM1、M2及びM3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、M1とM2が同一とならないようにM1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、M2がIIIB〜IIB族の遷移金属元素から選ばれることが好ましく、M1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、M2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、M1がマグネシウム、M2が亜鉛又はニッケルであることが好ましく、M1がマグネシウムでM2が亜鉛であることがより好ましい。
上記組成式(XXXXXIII)中のp、q、rのモル比は本発明の効果が得られれば特に制限はないが、r=0で、p及びqのモル比p/qが99/1〜50/50であることが好ましい。すなわち、上記組成式(XXXXXIV)中のm及びnのモル比m/nが99/1〜50/50であることが好ましい。
市販品としては、例えば、上記組成式(XXXXXIV)のM1がマグネシウム、M2が亜鉛で、pが7、qが3、lが10、a、b、c及びdが1である水酸化マグネシウム・水酸化亜鉛固溶体複合金属水酸化物(タテホ化学工業株式会社製商品名エコーマグZ−10)を使用できる。なお、金属元素とは半金属元素といわれるものも含めるものとし、非金属元素を除く全ての元素をさす。
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率表(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。
複合金属水酸化物の形状は特に制限はないが、流動性、充填性の観点からは、平板状より、適度の厚みを有する多面体形状が好ましい。複合金属水酸化物は、金属水酸化物と比較して多面体状の結晶が得られやすい。
複合金属水酸化物の配合量は特に制限はないが、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して0.5〜20重量%であることが好ましく、0.7〜15重量%であることがより好ましく、1.4〜12重量%であることがさらに好ましい。前記配合量が0.5重量%未満では難燃性が不十分となる傾向があり、20重量%を超えると流動性及び耐リフロー性が低下する傾向がある。
トリアジン環を有する化合物としては、フェノール性水酸基を有する化合物とトリアジン誘導体とアルデヒド基を有する化合物を共縮重合させたものが、難燃性、銅フレームとの接着性の観点から好ましい。フェノール性水酸基を有する化合物としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、ブチルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール等のアルキルフェノール類、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、ビスフェノールS等の多価フェノール類、フェニルフェノール、アミノフェノール、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あるいはこれらのフェノール性水酸基を有する化合物とホルム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樹脂等がある。これらのなかでも、成形性の観点からはフェノール、クレゾール、あるいはこれらとホルムアルデヒドとの共縮重合物が好ましい。また、トリアジン誘導体としては分子中にトリアジン核を有するものであれば特に限定はなく、メラミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン等のグアナミン誘導体、シアヌル酸、メチルシアヌレート等のシアヌル酸誘導体が挙げられ、1種類のみまたは2種類以上の併用も可能である。これらのなかでも、成形性、信頼性の観点からはメラミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン誘導体が好ましい。また、アルデヒド基を有する化合物としては、例えば、ホルマリン、パラホルムアルデヒド等が挙げられる。
フェノール性水酸基を有する化合物に対するアルデヒド基を有する化合物の配合量は、モル比(アルデヒド基を有する化合物(モル)/フェノール性水酸基を有する化合物(モル))で0.05〜0.9であることが好ましく、0.1〜0.8であることがより好ましい。前記モル比が0.05未満ではフェノール性水酸基に対するアルデヒド基を有する化合物の反応が起こりにくく、未反応フェノールが残りやすく、生産性が悪くなる傾向にあり、0.9を超えると合成中ゲル化しやすくなる傾向にある。
フェノール性水酸基を有する化合物に対するトリアジン誘導体の配合量は、1〜30重量%とすることが好ましく、5〜20重量%とすることがより好ましい。前記配合量が1重量%未満では難燃性に乏しくなる傾向にあり、30重量%を超えると軟化点が高くなり、組成物作製時の混練性が低下する傾向にある。トリアジン誘導体に対するアルデヒド基を有する化合物の配合量(モル比)は特に制限はない。
フェノール性水酸基を有する化合物とトリアジン誘導体とアルデヒド基を有する化合物との共縮重合物の合成時の反応温度は特に制限はないが、60〜120℃で行うことが好ましい。また反応のpHは3〜9であることが好ましく、4〜8であることがさらに好ましい。pHが3未満では合成中に樹脂がゲル化し易くなる傾向にあり、9を超えるとフェノール樹脂とトリアジン誘導体とアルデヒド基を有する化合物との共縮重合が起こりにくくなり、製造した樹脂の窒素含有量が低くなる傾向にある。
必要に応じてフェノール性水酸基を有する化合物にアルデヒド基を有する化合物、トリアジン誘導体を反応させた後、常圧または減圧下での加熱蒸留等で、未反応のフェノール化合物及びアルデヒド基を有する化合物等を除去することができる。この時、未反応のフェノール化合物の残存量が3%以下であることが好ましい。前記残存量が3%を超える場合は成形性が低下し易くなる傾向にある。
また得られた共縮重合物の軟化点は40〜150℃であることが好ましい。前記軟化点が40℃未満であるとブロッキングしやすくなる傾向にあり、150℃を超える場合は組成物の混練性が低下する傾向にある。このフェノール性水酸基を有する化合物とトリアジン誘導体とアルデヒド基を有する化合物との共縮重合物を例示するならば、下記構造式(XXXXXV)〜(XXXXXX)のものが挙げられる(n,mは正の整数)。
フェノール性水酸基を有する化合物とトリアジン誘導体とアルデヒド基を有する化合物との共縮重合物の数平均分子量は、500〜1000であることが好ましく、550〜800であることがさらに好ましい。前記数平均分子量が500未満であると成形性、耐リフロークラック性が低下する傾向にあり、1000を超える場合は流動性が低下し易くなる傾向にある。また、フェノール性水酸基を有する化合物とトリアジン誘導体とアルデヒド基を有する化合物との共縮重合物の重量平均分子量は、1500〜10000であることが好ましく、1700〜7000であることがさらに好ましい。前記重量平均分子量が1500未満であると耐リフロークラック性が低下する傾向にあり、10000を超える場合は流動性が低下し易くなる傾向にある。さらに、このフェノール性水酸基を有する化合物とトリアジン誘導体とアルデヒド基を有する化合物との共縮重合物の分子量分布Mw/Mnは2.0〜10.0であることが好ましく、3.0〜6.0であることがさらに好ましい。前記分子量分布が2.0未満であると耐リフロークラック性が低下する傾向にあり、10.0を超える場合は流動性が低下し易くなる傾向にある。
上記共縮重合物の中でもフェノール樹脂とトリアジン誘導体とアルデヒド基を有する化合物との共重縮合物であることが、耐リフロー性の観点からより好ましい。ここで用いられるフェノール樹脂としては組成物で一般に使用されているもので特に限定はなく、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、ブチルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール等のアルキルフェノール類、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、ビスフェノールS等の多価フェノール類、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又はフェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール誘導体とホルム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樹脂等がある。これらのなかでも、成形性の観点からはフェノールとホルムアルデヒドとの重縮合物であるフェノール・ノボラック樹脂が好ましい。
フェノール樹脂は上記に列挙したようなものであれば、特にその合成方法は限定するものではないが、下記に示す方法により合成したものを用いた場合、その分子量、分子量分布を本発明で記載する好ましい範囲のものとして合成可能であるという点で、好適である。すなわち、フェノール樹脂を合成する際、フェノール誘導体とアルデヒド基を有する化合物の使用割合は、フェノール誘導体1モルに対してアルデヒド基を有する化合物が0.01〜2.0モルとすることが好ましく、0.05〜1.0モルとすることがより好ましい。前記使用割合が0.01モル未満では、反応が不十分となり、分子量が上がらず、成形性、耐熱性、耐水性、難燃性、強度等が低下する傾向があり、2.0モルを超えると、分子量が大きくなりすぎて、混練性が低下する傾向がある。
この反応温度は、80〜220℃とすることが好ましく、100〜180℃とすることがより好ましい。前記反応温度が80℃未満では、反応性が不充分となり、分子量が小さく、成形性が低下する傾向があり、220℃を超えるとフェノール樹脂を合成する際に、生産設備的に不利となる傾向がある。反応時間は、1〜30時間程度とすることが好ましい。
また、必要に応じてトリメチルアミン、トリエチルアミン等のアミン系触媒、p−トルエンスルホン酸、蓚酸等の酸触媒、水酸化ナトリウム、アンモニア等のアルカリ触媒などを、フェノール誘導体1モルに対して、0.00001〜0.01モル程度使用してもよい。また、反応系のpHは、1〜10程度とすることが好ましい。
このようにして、フェノール誘導体及びアルデヒド基を有する化合物を反応させた後、必要に応じて、未反応のフェノール誘導体、アルデヒド基を有する化合物、水等を加熱減圧下に除去することができるが、その条件は、一般的に、温度が80〜220℃、好ましくは100〜180℃、圧力が100mmHg以下、好ましくは60mmHg以下、時間が0.5〜10時間とすることが好ましい。
フェノール樹脂に、トリアジン誘導体及びアルデヒド基を有する化合物を添加し、反応させる際のトリアジン誘導体及びアルデヒド基を有する化合物の使用割合は、フェノール誘導体とアルデヒド基を有する化合物との重縮合物(フェノール樹脂)(未反応のフェノール誘導体、アルデヒド基を有する化合物、水等を加熱減圧下に除去したもの、あるいは前記除去を行っていないもの(この場合は、未反応フェノールも重縮合物の重量に含むこととする))100g対して、トリアジン誘導体を3〜50gとすることが好ましく、4〜30gとすることがより好ましい。また、アルデヒド基を有する化合物は、重縮合物(フェノール樹脂)100g対して、5〜100gとすることが好ましく、6〜50gとすることがより好ましい。トリアジン誘導体及びアルデヒド基を有する化合物の使用割合を上記のような範囲とすることで、最終的に得られる重縮合物の分子量分布、窒素含有量を所望の範囲に容易に調整することができる。
反応温度は、50〜250℃とすることが好ましく、80〜170℃とすることがより好ましい。前記反応温度が50℃未満では、反応が不充分となり、分子量が上がらず、成形性、耐熱性、耐水性、難燃性、強度等が低下する傾向があり、250℃を超えると合成する際に、生産設備的に不利となる傾向がある。反応時間は、1〜30時間程度とすることが好ましい。
また、必要に応じてトリメチルアミン、トリエチルアミン等のアミン系触媒、蓚酸等の酸触媒を、フェノール誘導体1モルに対して、0.00001〜0.01モル程度使用してもよい。
また、反応系のpHは、1〜10程度とすることが好ましい。フェノール誘導体とアルデヒド基を有する化合物との重縮合物(フェノール樹脂)と、トリアジン誘導体及びアルデヒド基を有する化合物との反応の後、未反応のフェノール誘導体、アルデヒド基を有する化合物、水等を加熱減圧下に除去することができるが、その条件は、温度が80〜180℃、圧力が100mmHg以下、好ましくは60mmHg以下、時間が0.5〜10時間とすることが好ましい。合成に用いるトリアジン誘導体としては分子中にトリアジン核を有する化合物であれば特に限定はなく、メラミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン等のグアナミン誘導体、シアヌル酸、メチルシアヌレート等のシアヌル酸誘導体等が挙げられ、1種類のみまたは2種類以上の併用も可能である。これらのなかでも、成形性、信頼性の観点からはメラミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン誘導体が好ましい。また、アルデヒド基を有する化合物としては、例えば、ホルムアルデヒド、ホルマリン、パラホルムアルデヒド等が挙げられる。
また本発明では反り低減の観点からケイ素含有重合物を含有してもよい。ケイ素含有重合物としては下記の一般式(e)及び(f)で表される結合を有し、末端がR1、水酸基及びアルコキシ基から選ばれた官能基であり、エポキシ当量が500〜4000であれば特に制限はないが、このような重合物として例えば分岐状ポリシロキサンなどが挙げられる。
(一般式(e)及び(f)中、R1は置換基を有していてもよい炭素数1〜12の1価の炭化水素基から選ばれ、ケイ素含有重合物中の全R1はすべてが同一でも異なっていてもよい。Xはエポキシ基を含む1価の有機基を示す。)
上記一般式(e)及び(f)中のR1としてはメチル基、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、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;等が挙げられ、これらのなかでもメチル基又はフェニル基が好ましい。
上記一般式(e)及び(f)中のR1としてはメチル基、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、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;等が挙げられ、これらのなかでもメチル基又はフェニル基が好ましい。
また、上記一般式(f)中のXとしては、2,3−エポキシプロピル基、3,4−エポキシブチル基、4,5−エポキシペンチル基、2−グリシドキシエチル基、3−グリシドキシプロピル基、4−グリシドキシブチル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピル基等が挙げられ、これらのなかでも3−グリシドキシプロピル基が好ましい。
また、ケイ素含有重合物の末端は重合物の保存安定性の点から前述のR1、水酸基及びアルコキシ基のいずれかである必要がある。この場合のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。さらに、ケイ素含有重合物のエポキシ当量は、500〜4000の範囲であることが好ましく、1000〜2500であることがより好ましい。前記エポキシ当量が500より小さいと封止用エポキシ樹脂組成物の流動性が低下する傾向にあり、4000より大きいと硬化物表面に染み出しやすく、成形不良を起こし易い傾向にある。ケイ素含有重合物はさらに下記一般式(g)で表される結合を有することが、得られる封止用エポキシ樹脂組成物の流動性と低反り性の両立の観点から好ましい。
(一般式(g)中、R1は置換基を有していてもよい炭素数1〜12の1価または2価の炭化水素基から選ばれ、ケイ素含有重合物中の全R1はすべてが同一でも異なっていてもよい。)
上記一般式(g)中のR1としてはメチル基、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、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;等が挙げられ、これらのなかでもメチル基またはフェニル基が好ましい。なお、2価の炭化水素基は、上記のR1からH原子1個を除いたものが例示される。
上記一般式(g)中のR1としてはメチル基、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、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;等が挙げられ、これらのなかでもメチル基またはフェニル基が好ましい。なお、2価の炭化水素基は、上記のR1からH原子1個を除いたものが例示される。
このようなケイ素含有重合物の軟化点は40℃〜120℃に設定されることが好ましく、50℃〜100℃に設定されることがより好ましい。前記軟化点が40℃より低いと得られる封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物の機械強度が低下する傾向にあり、120℃より高いと封止用エポキシ樹脂組成物中へのケイ素含有重合物の分散性が低下する傾向にある。ケイ素含有重合物の軟化点を調整する方法としては、ケイ素含有重合物の分子量、構成結合単位(例えば一般式(e)〜(g)で表される結合の含有比率等)、ケイ素原子に結合する有機基の種類を設定することで可能であるが、特に封止用エポキシ樹脂組成物へのケイ素含有重合物の分散性及び得られる封止用エポキシ樹脂組成物の流動性の観点からケイ素含有重合物中のアリール基の含有量を設定して軟化点を調整することが好ましい。この場合のアリール基とは、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等が挙げられ、フェニル基がより好ましい。ケイ素含有重合物中のケイ素原子に結合した一価の有機基中のフェニル基の含有量を、好ましくは60モル%〜99モル%、より好ましくは70モル%〜85モル%に設定することで所望の軟化点を有するケイ素含有重合物を得ることができる。
ケイ素含有重合物の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値で、好ましくは1000〜30000、より好ましくは2000〜20000、さらに好ましくは3000〜10000である。また。ケイ素含有重合物は、ランダム共重合体であることが好ましい。
このようなケイ素含有重合物は以下に示す製造方法により得ることができるが、市販品としては東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製商品名AY42−119として入手可能である。
ケイ素含有重合物の製造方法は、特に制限なく公知の方法で製造することができる。例えば、加水分解縮合反応により上記一般式(c)〜(e)で表される結合単位を形成し得るオルガノクロロシラン、オルガノアルコキシシラン、シロキサン、あるいはそれらの部分加水分解縮合物を原料及び反応生成物を溶解可能な有機溶剤と原料のすべての加水分解性基を加水分解可能な量の水との混合溶液中に混合し、加水分解縮合反応させて得ることができる。この際、封止用エポキシ樹脂組成物中に不純物として含有される塩素量を低減させるためにオルガノアルコキシシラン及び/またはシロキサンを原料とすることが好ましい。この場合、反応を促進する触媒として、酸、塩基、有機金属化合物を添加することが好ましい。
ケイ素含有重合物の原料となるオルガノアルコキシシラン及び/またはシロキサンとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、フェニルビニルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、フェニルビニルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピル(メチル)ジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピル(メチル)ジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピル(フェニル)ジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピル(フェニル)ジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル(メチル)ジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル(メチル)ジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル(フェニル)ジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル(フェニル)ジエトキシシラン、およびこれらの加水分解縮合物等が挙げられる。
ケイ素含有重合物の含有量は封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して、0.2重量%〜1.5重量%であることが好ましく、0.3重量%〜1.3重量%であることがさらに好ましい。前記含有量が0.2重量%より少ないとケイ素含有重合物の添加効果が見られ難くなり、1.5重量%より多いと得られる封止用エポキシ樹脂組成物の熱時硬度が低下する傾向にある。
また、本発明では必要に応じて下記組成式(XXXXXXII)で表される化合物及び/又は下記組成式(XXXXXXIII)で表される化合物を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含有することができる。
(式(XXXXXXIII)中、0.9≦x≦1.1、0.6≦y≦0.8、0.2≦z≦0.4である。)
なお、上記式(XXXXXXII)の化合物は、市販品として協和化学工業株式会社製商品名DHT−4Aが入手可能である。また、上記式(XXXXXXIII)の化合物は、市販品として東亜合成株式会社製商品名IXE500が入手可能である。また必要に応じてその他の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、たとえば、マグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、アンチモン等から選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらを単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、上記式(XXXXXXII)の化合物は、市販品として協和化学工業株式会社製商品名DHT−4Aが入手可能である。また、上記式(XXXXXXIII)の化合物は、市販品として東亜合成株式会社製商品名IXE500が入手可能である。また必要に応じてその他の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、たとえば、マグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、アンチモン等から選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらを単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
離型剤としては、特に制限はなく従来公知のものを用いることができる。例えば、カルナバワックス、モンタン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス、酸化ポリエチレン、非酸化ポリエチレン等のポリオレフィン系ワックス等が挙げられ、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。
着色剤としては、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、鉛丹、ベンガラ等の公知の着色剤を用いることができる。
応力緩和剤としては、シリコーンオイル、シリコーンゴム粉末等の応力緩和剤などを用いることができる。
(封止用エポキシ樹脂組成物の調製)
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、難燃性の観点から(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤を予め溶融混合して用いることが好ましい。溶融混合する方法は特に制限は無いが、両者あるいは一方が溶融する温度以上に加熱して、攪拌し、均一になるまで混合する。この際、ゲル化しないよう、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)、FT−IR等を使用して反応性を確認し、最適な条件を設定することが好ましい。(A)エポキシ樹脂と、(B)硬化剤を使用する際は、通常80〜120℃、好ましくは90〜120℃で10〜60分、より好ましくは20〜40分、攪拌溶融混合することが好ましい。
(封止用エポキシ樹脂組成物の調製)
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、難燃性の観点から(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤を予め溶融混合して用いることが好ましい。溶融混合する方法は特に制限は無いが、両者あるいは一方が溶融する温度以上に加熱して、攪拌し、均一になるまで混合する。この際、ゲル化しないよう、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)、FT−IR等を使用して反応性を確認し、最適な条件を設定することが好ましい。(A)エポキシ樹脂と、(B)硬化剤を使用する際は、通常80〜120℃、好ましくは90〜120℃で10〜60分、より好ましくは20〜40分、攪拌溶融混合することが好ましい。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、各種成分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。一般的な手法として、所定の配合量の成分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、らいかい機、プラネタリミキサ等によって撹拌混合又は溶融混練した後、冷却し、必要に応じて脱泡、粉砕する方法等を挙げることができる。また、必要に応じて成形条件に合うような寸法及び重量でタブレット化してもよい。
(電子部品装置)
本発明の電子部品装置は、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物で封止された素子を備えることを特徴とする。電子部品装置としては、例えば、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や実装基板に、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組成物で封止した、電子部品装置等が挙げられる。
本発明の電子部品装置は、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物で封止された素子を備えることを特徴とする。電子部品装置としては、例えば、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や実装基板に、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組成物で封止した、電子部品装置等が挙げられる。
ここで、実装基板としては特に制限するものではなく、たとえば、有機基板、有機フィルム、セラミック基板、ガラス基板等のインターポーザ基板、液晶用ガラス基板、MCM(Multi Chip Module)用基板、ハイブリットIC用基板等が挙げられる。
このような素子を備えた電子部品装置としては、たとえば半導体装置が挙げられ、具体的には、リードフレーム(アイランド、タブ)上に半導体チップ等の素子を固定し、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組成物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)等の樹脂封止型IC、テープキャリアにリードボンディングした半導体チップを、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物で封止した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を、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物で封止したCOB(Chip On Board)、COG(Chip On Glass)等のベアチップ実装した半導体装置、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組成物で封止したハイブリッドIC、MCM(Multi Chip Module)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、バンプまた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組成物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)などが挙げられる。また、これらの半導体装置は、実装基板上に素子が2個以上重なった形で搭載されたスタックド(積層)型パッケージであっても、2個以上の素子を一度に封止用エポキシ樹脂組成物で封止した一括モールド型パッケージであってもよい。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を封止材として用いて、半導体装置等の電子部品装置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、圧縮成形法等も挙げられる。ディスペンス方式、注型方式、印刷方式等を用いてもよい。
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。
[封止用エポキシ樹脂組成物の作製]
(実施例1〜20)
以下の成分をそれぞれ表1〜表2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うことによって、実施例1〜20の封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。なお、(E)無機充填剤の含有量は、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して88重量%である。
(実施例1〜20)
以下の成分をそれぞれ表1〜表2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うことによって、実施例1〜20の封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。なお、(E)無機充填剤の含有量は、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して88重量%である。
(A)エポキシ樹脂
エポキシ樹脂1: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)
エポキシ樹脂2:エポキシ当量186、融点108℃のビスフェノールF型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製商品名YSLV−80XY)
エポキシ樹脂3:エポキシ当量245、融点110℃の硫黄原子含有エポキシ樹脂(東都化成株式会社製商品名YSLV−120TE)
エポキシ樹脂4:エポキシ当量273、軟化点58℃のビフェニレン型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製商品名NC−3000)
エポキシ樹脂5:エポキシ当量190、軟化点65℃のo−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製商品名YDCN−500)
(B)硬化剤
硬化剤1:軟化点70℃、水酸基当量175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XLC−3L)
硬化剤2:水酸基当量199のビフェニレン型フェノール樹脂(明和化成株式会社製商品名MEH−7851)
硬化剤3:水酸基当量186、軟化点72℃の前記一般式(XXXIX)で示される化合物(エア・ウォーター株式会社製商品名HE−610C)
硬化剤4:水酸基当量104のトリフェニルメタン型フェノール樹脂(明和化成株式会社製商品名MEH−7500)
硬化剤5:軟化点80℃、水酸基当量106のフェノールノボラック樹脂(明和化成株式会社製商品名H−1)
(C)4,4’−ジチオジモルホリン:大内新興化学工業株式会社製商品名バルノックR
(D)硬化促進剤
硬化促進剤1:トリフェニルホスフィン
硬化促進剤2:トリフェニルホスフィンと1,4−ベンゾキノンの付加物
(E)無機充填剤
溶融シリカ:平均粒径14.5μm、比表面積2.8m2/gの球状溶融シリカ
(F)カップリング剤
エポキシシラン:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
アニリノシラン:γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン(2級アミノ基を含有するシランカップリング剤)
(離型剤)
カルナバワックス(クラリアント社製)
(着色剤)
カーボンブラック(三菱化学株式会社製商品名MA−100)
(難燃剤)
三酸化アンチモン
ビスフェノールA型臭素化エポキシ樹脂:エポキシ当量397、軟化点69℃、臭素含量49重量%(東都化成株式会社製YDB−400)
(比較例1〜10)
実施例1〜20で用いた(C)4,4’−ジチオジモルホリンの配合量を変えること、又は(C)4,4’−ジチオジモルホリンに代えて以下の添加剤を用いること以外は、各成分をそれぞれ表3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うことによって、比較例1〜10の封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。なお、(E)無機充填剤の含有量は、封止用エポキシ樹脂組成物の総重量に対して88重量%である。
(添加剤)
添加剤1:硫黄原子含有シランカップリング剤(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製商品名Z−6940)
添加剤2:インデンオリゴマー(東都化成株式会社製商品名I−100)
[封止用エポキシ樹脂組成物の特性評価]
実施例1〜20及び比較例1〜10で作製した封止用エポキシ樹脂組成物の特性を、以下に示す各試験によって評価した。評価結果を表1〜3に示す。
添加剤1:硫黄原子含有シランカップリング剤(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製商品名Z−6940)
添加剤2:インデンオリゴマー(東都化成株式会社製商品名I−100)
[封止用エポキシ樹脂組成物の特性評価]
実施例1〜20及び比較例1〜10で作製した封止用エポキシ樹脂組成物の特性を、以下に示す各試験によって評価した。評価結果を表1〜3に示す。
なお、封止用エポキシ樹脂組成物の成形は、トランスファ成形機を用い、金型温度180℃、成形圧力6.9MPa、硬化時間90秒の条件で行なった。
(1)スパイラルフロー
封止用エポキシ樹脂組成物を上記成形条件で、EMMI−1−66に準じたスパイラルフロー測定用金型を用いて成形し、流動距離(cm)を求めた。
封止用エポキシ樹脂組成物を上記成形条件で、EMMI−1−66に準じたスパイラルフロー測定用金型を用いて成形し、流動距離(cm)を求めた。
(2)熱時硬度
封止用エポキシ樹脂組成物を上記成形条件で、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。
封止用エポキシ樹脂組成物を上記成形条件で、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)難燃性
封止用エポキシ樹脂組成物を厚さ1/16インチの試験片を成形する金型を用いて、上記成形条件で成形して、さらに180℃で5時間後硬化を行い、UL−94試験法に従って難燃性を評価した。
封止用エポキシ樹脂組成物を厚さ1/16インチの試験片を成形する金型を用いて、上記成形条件で成形して、さらに180℃で5時間後硬化を行い、UL−94試験法に従って難燃性を評価した。
(4)耐リフロー性
(4−1)Cuリードフレームに対する耐リフロー性
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(QFP)(リードフレーム材質:銅合金、ダイパッド部上面およびリード先端銀メッキ処理品)を、封止用エポキシ樹脂組成物を用いて上記成形条件で成形して、さらに180℃で5時間後硬化して作製し、85℃、85%RHの条件で加湿して所定時間毎に240℃、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(5個)に対するクラック発生パッケージ数で評価した。(4−2)PPFリードフレームに対する耐リフロー性
リードフレームにPPF(コア材質:銅合金、三層(Ni/Pd/Au)メッキ処理品)を用いたこと以外は(4−1)と同様にして、耐リフロー性を評価した。
(4−1)Cuリードフレームに対する耐リフロー性
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(QFP)(リードフレーム材質:銅合金、ダイパッド部上面およびリード先端銀メッキ処理品)を、封止用エポキシ樹脂組成物を用いて上記成形条件で成形して、さらに180℃で5時間後硬化して作製し、85℃、85%RHの条件で加湿して所定時間毎に240℃、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(5個)に対するクラック発生パッケージ数で評価した。(4−2)PPFリードフレームに対する耐リフロー性
リードフレームにPPF(コア材質:銅合金、三層(Ni/Pd/Au)メッキ処理品)を用いたこと以外は(4−1)と同様にして、耐リフロー性を評価した。
(5)耐湿性
5μm厚の酸化膜上に線幅10μm、厚さ1μmのアルミ配線を施した6mm×6mm×0.4mmのテスト用シリコンチップを搭載した外形寸法20mm×14mm×2.7mmの80ピンフラットパッケージ(QFP)を、封止用エポキシ樹脂組成物を用いて上記成形条件で成形して、さらに180℃で5時間後硬化して作製し、前処理を行った後、飽和型PCT装置を使用して、100%RHに加湿して所定時間毎にアルミ配線腐食による断線不良を調べ、試験パッケージ数(10個)に対する不良パッケージ数で評価した。
5μm厚の酸化膜上に線幅10μm、厚さ1μmのアルミ配線を施した6mm×6mm×0.4mmのテスト用シリコンチップを搭載した外形寸法20mm×14mm×2.7mmの80ピンフラットパッケージ(QFP)を、封止用エポキシ樹脂組成物を用いて上記成形条件で成形して、さらに180℃で5時間後硬化して作製し、前処理を行った後、飽和型PCT装置を使用して、100%RHに加湿して所定時間毎にアルミ配線腐食による断線不良を調べ、試験パッケージ数(10個)に対する不良パッケージ数で評価した。
なお、上記前処理は85℃、85%RH、72時間の条件でフラットパッケージを加湿後、215℃、90秒間のベーパーフェーズリフロー処理を行った。その後の加湿は0.2MPa、121℃、100%RHの条件で行った。
(6)高温放置特性
5μm厚の酸化膜上に線幅10μm、厚さ1μmのアルミ配線を施した5mm×9mm×0.4mmのテスト用シリコンチップを、部分銀メッキを施した42アロイのリードフレーム上に銀ペーストを用いて搭載し、サーモニック型ワイヤボンダにより、200℃でチップのボンディングパッドとインナリードをAu線にて接続した16ピン型DIP(Dual Inline Package)を、封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、上記成形条件で成形して、さらに180℃で5時間後硬化して作製し、200℃の高温槽中に保管し、所定時間毎に取り出して導通試験を行い、試験パッケージ数(10個)に対する導通不良パッケージ数で、高温放置特性を評価した。
5μm厚の酸化膜上に線幅10μm、厚さ1μmのアルミ配線を施した5mm×9mm×0.4mmのテスト用シリコンチップを、部分銀メッキを施した42アロイのリードフレーム上に銀ペーストを用いて搭載し、サーモニック型ワイヤボンダにより、200℃でチップのボンディングパッドとインナリードをAu線にて接続した16ピン型DIP(Dual Inline Package)を、封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、上記成形条件で成形して、さらに180℃で5時間後硬化して作製し、200℃の高温槽中に保管し、所定時間毎に取り出して導通試験を行い、試験パッケージ数(10個)に対する導通不良パッケージ数で、高温放置特性を評価した。
表1及び2より、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、耐リフロー性、難燃性、成形性も良好である。
さらには難燃剤として臭素化エポキシ樹脂を用いた実施例20を除く、実施例1〜20は耐湿性及び高温放置といった信頼性にも優れていることが分る。
(C)成分の4,4’−ジチオジモルホリンを含有しない比較例1の封止用エポキシ樹脂組成物、含有量が少ない比較例2〜4の封止用エポキシ樹脂組成物は、耐リフロー性に劣っていることが分る。(C)成分の4,4’−ジチオジモルホリンの含有量が多い比較例5〜8の封止用エポキシ樹脂組成物は、耐リフロー性に加え、耐湿性、高温放置特性も劣っていることが分る。4,4’−ジチオジモルホリンに代えて、添加剤1を含有する比較例9の封止用エポキシ樹脂組成物は耐リフロー性に劣り、添加剤2を含有する比較例10の封止用エポキシ樹脂組成物は、耐リフロー性及び難燃性に劣っていることが分る。
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