JP2011184650A - 電子部品封止用樹脂組成物およびそれを用いた電子部品装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】線膨張係数とガラス転移温度の両面から、樹脂封止した電子部品装置の反りを抑制するとともに、耐熱性にも優れた電子部品封止用樹脂組成物およびそれを用いた電子部品装置を提供する。
【解決手段】下記Ａ〜Ｃ成分を含有する電子部品封止用樹脂組成物である。そして、上記電子部品封止用樹脂組成物を用いた電子部品装置である。
Ａ：シアネートエステル樹脂
Ｂ：フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１種
Ｃ：無機質充填剤
【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂封止した電子部品装置の反りを抑制するとともに、耐熱性にも優れた電子部品封止用樹脂組成物に関する。
近年、半導体素子、コンデンサ、トランジスタおよびセンサーデバイス等の電子部品を樹脂封止した電子部品装置は、薄型化および大型化が求められている。例えば、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）と呼ばれる片面封止構造の半導体装置の場合、基板上に実装した半導体素子の片面側だけを封止しているため、樹脂硬化物からなる封止樹脂と基板の収縮量の差から封止樹脂と基板の間で応力が発生し、この応力によりパッケージに反りが発生するという問題が生じる。この反りを抑制するために、樹脂硬化物のガラス転移温度を高くする（特許文献１）、樹脂硬化物の線膨張係数を小さくする（特許文献２）ことにより、封止樹脂と基板の収縮量の差を小さくすることが検討されている。
特開平１０−１１２５１５号公報 特開２００６−２８６８２９号公報
しかし、近年の電子部品装置の薄型化、大型化においては、反りを十分に低減することは困難であった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、線膨張係数とガラス転移温度の両面から、樹脂封止した電子部品装置の反りを抑制するとともに、耐熱性にも優れた電子部品封止用樹脂組成物の提供をその目的とする。
上記の問題を解決するために、本発明は、電子部品封止用樹脂組成物であって、下記Ａ〜Ｃ成分を含有することを特徴としている。
Ａ：シアネートエステル樹脂
Ｂ：フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１種
Ｃ：無機質充填剤
本発明の電子部品封止用樹脂組成物は、成分としてシアネートエステル樹脂を含んでいるため、その硬化物の線膨張係数が小さくなり、かつガラス転移温度が高くなるので、電子部品装置の反りをより低減した樹脂封止が可能となる。
つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。
本発明は、電子部品封止用樹脂組成物であって、下記Ａ〜Ｃ成分を含有する。
Ａ：シアネートエステル樹脂
Ｂ：フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１種
Ｃ：無機質充填剤
Ａ成分は、特に限定されるものではなく、市販されているものを用いることができる。例えば、フェノールノボラック型シアネートエステル、クレゾールノボラック型シアネートエステル等のノボラック骨格を有するシアネートエステル樹脂、ビス（３，５−ジメチル−４−シアネートフェニル）メタン、ビス（４−シアネートフェニル）メタン、ビス（３−メチル−４−シアネートフェニル）メタン、ビス（３−エチル−４−シアネートフェニル）メタン、ビス（４−シアネートフェニル）−１，１−エタン、ビス（４−シアネートフェニル）−２，２−プロパン、ジ（４−シアネートフェニル）エーテル、ジ（４−シアネートフェニル）チオエーテル、４，４’−｛１，３−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）｝ビフェニルシアネート、２，２−ビス（４−シアネートフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン等の２価シアネートエステル樹脂、トリス（４−シアネートフェニル）−１，１，１−エタン、ビス（３，５−ジメチル−４−シアネートフェニル）−４−シアネートフェニル−１，１，１−エタン等の３価シアネートエステル樹脂およびこれらの部分３量化化合物である多価シアネートエステルオリゴマー樹脂等の液状から固形状までの各種シアネートエステル樹脂があげられる。これらシアネートエステル樹脂は単独で用いてもよいし２種以上併用してもよい。樹脂組成物の硬化物（以下、単に硬化物という）のガラス転移温度を高くする観点から、式（１）で表されるシアネートエステル樹脂が好ましく、中でも樹脂組成物の製造性の観点から、軟化点もしくは融点が５０〜１２０℃のものがより好ましい。
Ａ成分の含有量は、硬化物の線膨張係数を小さくする観点から、樹脂組成物全体に対して８〜３０重量％が好ましく、１２〜１８重量％がより好ましい。
Ｂ成分は、フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１種である。
フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂は特に限定されるものではなく、例えば、下記に具体的に示す成分を単独で用いてもよいし２種以上併用してもよい。フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、ナフタレン型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、レゾール樹脂等が挙げられる。メラミン化合物としては、例えば、アルキロール基を有するアルキロールメラミン、イミノ基を有するイミノメラミン等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。硬化物のガラス転移温度を高くする観点から、フェノール樹脂またはメラミン化合物を用いることが好ましく、中でもフェノール樹脂としてフェノールノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂またはナフタレン型フェノール樹脂、メラミン化合物としてアルキロールメラミンを用いることがより好ましい。
Ｂ成分の含有量は、樹脂組成物の成形性の観点から、Ａ成分１００重量部に対して２〜２０重量部が好ましく、４〜１５重量部がより好ましい。Ｂ成分の含有量を調整することにより、樹脂組成物のゲル化時間を変化させて成形性を高めることができる。
Ｃ成分は、特に限定されるものではなく、従来公知の各種充填剤を用いることができる。例えば、石英ガラス、タルク、シリカ（溶融シリカや結晶性シリカ等）、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素等の粉末が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。中でも、硬化物の線膨張係数を小さくする観点から、シリカ粉末を用いることが好ましく、シリカ粉末の中でも溶融シリカ粉末を用いることがより好ましい。溶融シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末が挙げられるが、樹脂組成物の流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を用いることが特に好ましい。中でも、平均粒径が０．１〜３０μｍの範囲のものを用いることが好ましく、０．３〜１５μｍの範囲のものを用いることが特に好ましい。なお、平均粒径は、例えば、母集団から任意に抽出される試料を用い、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することにより導き出すことができる。
Ｃ成分の含有量は、硬化物の線膨張係数を小さくする観点から、樹脂組成物全体の７０〜９２重量％が好ましく、８０〜９０重量％がより好ましい。
なお、本発明の電子部品封止用樹脂組成物には、前記Ａ〜Ｃ成分以外にも必要に応じて、硬化促進剤、難燃剤、カーボンブラックをはじめとする顔料等、他の添加剤を適宜配合することができる。
本発明の電子部品封止用樹脂組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、前記Ａ〜Ｃ成分および必要に応じて他の添加剤を常法に準じて適宜配合し、ミキシングロール機等の混練機を用いて加熱状態で溶融混練した後、これを室温下で冷却固化させる。その後、公知の手段により粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程により目的とする電子部品封止用樹脂組成物を製造することができる。
なお、本発明の電子部品封止用樹脂組成物は、上述のように打錠したものを用いてもよいし、打錠せずに粉末状のまま用いても、シート状に形成したものを用いてもよい。
このようにして得られた電子部品封止用樹脂組成物を用いた電子部品の封止は、特に限定するものではなく、通常のトランスファー成形（トランスファーアンダーフィルを含む）、圧縮成形方法およびシート封止方法等の公知のモールド方法により行うことができる。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
まず、下記に示す各成分を準備した。
〔シアネートエステル樹脂ａ〕
前記式（１）のｎが２〜１０、Ｒ1が−ＣＨ2−およびＲ2が−Ｈで表されるシアネートエステル樹脂（ロンザ社製、ＰＴ−６０。軟化点６０℃）
〔シアネートエステル樹脂ｂ〕
前記式（１）のｎが０、Ｒ1が−Ｃ（ＣＨ3）2−およびＲ2が−Ｈで表されるシアネートエステル樹脂（ロンザ社製、ＢＡ−３０００。室温で液状）
〔フェノール樹脂ａ〕
フェノールノボラック樹脂（群栄化学工業社製、ＧＳ−１８０。水酸基当量１０５、軟化点８３℃）
〔フェノール樹脂ｂ〕
フェノールアラルキル樹脂（明和化成社製、ＭＥＨ−７８５１−ＳＳ。水酸基当量２０３、軟化点６７℃）
〔フェノール樹脂ｃ〕
トリフェニルメタン型フェノール樹脂（明和化成社製、ＭＥＨ−７５００。水酸基当量９７、軟化点１１１℃）
〔メラミン化合物〕
ジメチロールメラミン（日本カーバイド社製、Ｓ−１７６）
〔エポキシ樹脂ａ〕
ビフェニル型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、ＹＸ−４０００Ｈ。エポキシ当量１９５、融点１０６℃）
〔エポキシ樹脂ｂ〕
トリフェニルメタン型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＥＰＰＮ−５０１ＨＹ。エポキシ当量１６９、融点６０℃）
〔無機質充填剤〕
溶融球状シリカ粉末（平均粒径３１μｍ）（電気化学工業製、ＦＢ−７００）
〔離型剤〕
酸化ポリエチレンワックス（酸価１７）（ヘキスト社製、ＰＥＤ５２１）
〔シランカップリング剤〕
３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業社製、ＫＢＭ−８０３）
〔硬化促進剤〕
２−メチルイミダゾール（四国化成工業社製、２ＭＺ）
〔実施例１〜４、比較例１および２〕
後記の表１および表２に示す各成分を、同表に示す割合で配合し、ロール混練機を用いて１００℃、３分間溶融混練した。ついで、この溶融物を冷却した後粉砕することにより樹脂組成物を作製した。
〔線膨張係数、ガラス転移温度〕
得られた樹脂組成物を用いて、トランスファー成型（１７５℃×３分間）により硬化物（長さ２０ｍｍ、幅３ｍｍ、厚み３ｍｍ）を作製し、得られた硬化物を後硬化（１７５℃×５時間の後に、２００℃×４時間、最後に２５０℃×４時間）することによりテストピースを作製した。これをリガク社製のＴＭＡ装置（型番ＭＧ８００ＧＭ）を用いて昇温速度５℃／分で測定し、線膨張係数およびガラス転移温度を求めた。表１および表２に結果を示す。
一般的な基板であるセラミック基板の線膨張係数は７ｐｐｍである。したがって、本発明の電子部品封止用樹脂組成物は、硬化物の線膨張係数を基板の線膨張係数に近づけることができ、かつガラス転移温度が高いため、樹脂封止した電子部品装置の反りをより抑制することができる。また、ガラス転移温度が高いため、耐熱性も良好である。

Claims (5)

  1. 下記Ａ〜Ｃ成分を含有することを特徴とする、電子部品封止用樹脂組成物。
    Ａ：シアネートエステル樹脂
    Ｂ：フェノール樹脂、メラミン化合物およびエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１種
    Ｃ：無機質充填剤
  2. Ｂ成分が、フェノール樹脂および／またはメラミン化合物であることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品封止用樹脂組成物。
  3. Ａ成分が、式（１）で表されるシアネートエステル樹脂であることを特徴とする、請求項１または２に記載の電子部品封止用樹脂組成物。
  4. Ｂ成分の含有量が、Ａ成分１００重量部に対して２〜２０重量部であることを特徴とする、請求項１〜３に記載の電子部品封止用樹脂組成物。
  5. 請求項１〜４に記載の電子部品封止用樹脂組成物を用いて電子部品を封止してなる電子部品装置。
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