JP2015000941A - 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
したがって、本発明は、保存安定性に優れるエポキシ樹脂組成物、及び前記エポキシ樹脂組成物により封止された素子を備える電子部品装置を提供することを課題とする。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、(B)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール樹脂と、(C)下記一般式(I)で示されるホスフィン化合物を含む硬化促進剤と、(D)無機充填剤と、を含有する。
ヒドロキシ基が離離してイオンとなっていない場合、ヒドロキシ基は強い誘起効果を示すとされている。この誘起効果によりリン原子の求核性が低下し、硬化反応が進行しづらくなるため、良好な保存安定性を発現すると考えられる。
(A)エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含む。1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、ビフェニレン型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂、ナフトール類とフェノール類との共重合型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ジフェニルメタ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なる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。ここで挙げたエポキシ樹脂を、特定エポキシ樹脂ともいう。特定エポキシ樹脂は、1種単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
硬化剤として、(B)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール樹脂を用いる。このようなフェノール樹脂としては、ビフェニレン型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ベンズアルデヒド型フェノール樹脂とアラルキル型フェノール樹脂との共重合樹脂、及びトリフェニルメタン型フェノール樹脂からなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。ここで挙げたフェノール樹脂を、特定フェノール樹脂ともいう。特定フェノール樹脂は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。
(A)エポキシ樹脂が、ビフェニレン型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂、ナフトール類とフェノール類との共重合型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ジフェニルメタ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なる群より選択される少なくとも1種のエポキシ樹脂を含み、(B)フェノール樹脂が、ビフェニレン型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ベンズアルデヒド型フェノール樹脂とアラルキル型フェノール樹脂との共重合型樹脂、及びトリフェニルメタン型フェノール樹脂からなる群より選択される少なくとも1種のフェノール樹脂を含む。
(A)エポキシ樹脂が、ビフェニル型エポキシ樹脂を含み、(B)フェノール樹脂が、ビフェニレン型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ベンズアルデヒド型フェノール樹脂とアラルキル型フェノール樹脂との共重合型樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂からなる群より選択される少なくとも1種のフェノール樹脂を含む。
(C)硬化促進剤は、下記一般式(I)で示されるホスフィン化合物を含む。
R1及びR2で表されるアルコキシ基の炭素数は、1〜12であり、1〜10が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜6が更に好ましい。
エポキシ樹脂組成物は、(D)無機充填剤を含有する。無機充填剤を含有することで、硬化物の熱線膨張係数、熱伝導率、弾性率等の向上を図ることができる。
エポキシ樹脂組成物には、必要に応じて陰イオン交換体を含有してもよい。特に、エポキシ樹脂組成物を封止用成形材料として用いる場合には、封止される素子を備える電子部品装置の耐湿性及び高温放置特性を向上させる観点から、陰イオン交換体を含有させることが好ましい。
(0<X≦0.5、mは正の数)
エポキシ樹脂組成物は、成形工程において金型に対する良好な離型性を発揮させる観点から、離型剤を含有してもよい。離型剤の種類は特に制限されず、当該技術分野において公知の離型剤が挙げられる。具体的に、離型剤としては、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などが挙げられる。離型剤は、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。なかでも、離型剤としては、酸化型又は非酸化型のポリオレフィン系ワックスが好ましい。
また、ポリオレフィン系ワックスにその他の離型剤を併用する場合、その他の離型剤の含有率は、(A)エポキシ樹脂に対して0.1質量%〜10質量%が好ましく、0.5質量%〜3質量%がより好ましい。
エポキシ樹脂組成物は、難燃性を付与するために、必要に応じて難燃剤を含有してもよい。難燃剤の種類は特に制限されない。具体的に、難燃剤としては、ハロゲン原子、アンチモン原子、窒素原子又はリン原子を含む公知の有機化合物又は無機化合物、金属水酸化物、アセナフチレン等が挙げられる。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。
難燃剤の含有率は、難燃効果が達成されれば特に制限はない。エポキシ樹脂組成物が難燃剤を含有する場合、難燃剤の含有率は、(A)エポキシ樹脂に対して、1質量%〜30質量%が好ましく、2質量%〜15質量%がより好ましい。
エポキシ樹脂組成物は、必要に応じて、樹脂成分と無機充填剤との接着性を高める観点から、カップリング剤を含有してもよい。カップリング剤の種類は、特に限定されない。カップリング剤としては、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化合物、チタン化合物、アルミニウムキレート化合物、アルミニウム及びジルコニウム含有化合物などの公知のカップリング剤が挙げられる。これらのカップリング剤は、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。
エポキシ樹脂組成物は、必要に応じて、シリコーンオイル、シリコーンゴム粒子等の応力緩和剤を含有してもよい。応力緩和剤を含有させることによって、パッケージの反り変形量及びパッケージクラックを低減させることが可能である。使用可能な応力緩和剤としては、当該技術分野で一般に用いられる公知の可とう剤(応力緩和剤)を適宜選択して使用することができる。
エポキシ樹脂組成物は、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、鉛丹、ベンガラ等の着色剤を含有してもよい。その他、必要に応じて、本発明による効果を低下させない範囲において種々の添加剤を含有してもよい。
エポキシ樹脂組成物の調製には、各種成分を均一に分散混合できるのであれば、いずれの手法を用いてもよい。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充分混合した後、ミキシングロール、押出機等によって溶融混練し、冷却し、粉砕する方法を挙げることができる。より具体的には、エポキシ樹脂組成物は、例えば、上述した成分の所定量を混合して攪拌し、予め70℃〜140℃に加熱してあるニーダー、ロール、エクストルーダー等で混練した後、冷却し、粉砕する等の方法によって得ることができる。エポキシ樹脂組成物は、パッケージの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取り扱いが容易になる。
本発明の電子部品装置は、素子と、前記素子を封止する前記エポキシ樹脂組成物の硬化物と、を有する。電子部品装置としては、例えば、支持部材に、能動素子、受動素子等の素子が搭載され、前記素子が本発明のエポキシ樹脂組成物によって封止されたものが挙げられる。前記支持部材としては、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、シリコンウエハ等が挙げられる。前記能動素子としては、半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等が挙げられる。前記受動素子としては、コンデンサ、抵抗体、コイル等が挙げられる。
以下に示す各種成分をそれぞれ表1に示す質量部で配合し、混練温度80℃、混練時間15分の条件下でロール混練を行うことによって、それぞれ実施例1〜7、比較例1〜5のエポキシ樹脂組成物を得た。
エポキシ樹脂として、以下を用意した。
・エポキシ樹脂1:エポキシ当量196g/eq、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YX−4000H)
・エポキシ樹脂2:エポキシ樹脂192g/eq、融点79℃のジフェニルメタン型エポキシ樹脂(新日鐵化学株式会社製、商品名YSLV−80XY)
・臭素化エポキシ樹脂:難燃効果のあるエポキシ樹脂として、エポキシ当量393g/eq、軟化点80℃、臭素含有量48質量%の臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂
・フェノール樹脂1:水酸基当量176g/eq、軟化点70℃のアラルキル型フェノール樹脂(三井化学株式会社製、商品名ミレックスXL−225)
・フェノール樹脂2:水酸基当量199g/eq、軟化点89℃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)
・フェノール樹脂3:水酸基当量106g/eq、軟化点64℃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−4)
・硬化促進剤1:下記化合物(iii)
・硬化促進剤2:下記化合物(iv)
・硬化促進剤3:下記化合物(v)
・硬化促進剤A:トリフェニルホスフィン
・硬化促進剤B: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
・溶融シリカ:アドマテックス社製SO−25R、平均粒子径0.6μm
・溶融シリカ:マイクロン社製S430、平均粒子径19μm
・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)
・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)
・離型剤:カルナバワックス(株式会社セラリカNODA製)
・難燃剤:三酸化アンチモン
実施例1〜7、及び比較例1〜5によって得られたエポキシ樹脂組成物を以下に示す各種試験によって評価した。評価結果を表2に示す。尚、エポキシ樹脂組成物の成形は、トランスファー成形機を用い、金型温度180℃、成形圧力6.9MPa、硬化時間90秒の条件下で行った。また、後硬化は175℃で6時間行った。
EMMI−1−66に準じたスパイラルフロー測定用金型を用いて、上記条件でエポキシ樹脂組成物を成形して流動距離(cm)を測定した。これを初期の流動距離(cm)とする。
25℃の恒温槽に72時間、168時間又は336時間放置したエポキシ樹脂組成物を上記(1)の条件で成形して流動距離(cm)を測定し、初期の流動距離(cm)に対する比率で残存率を求めた。
エポキシ樹脂組成物を上記条件で直径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。
Claims (5)
- (A)1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、(B)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール樹脂と、(C)下記一般式(I)で示されるホスフィン化合物を含む硬化促進剤と、(D)無機充填剤と、を含有するエポキシ樹脂組成物。
〔式(I)中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、mは1〜3の整数を表す。〕 - (A)エポキシ樹脂が、ビフェニレン型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂、ナフトール類とフェノール類との共重合型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ジフェニルメタ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なる群より選択される少なくとも1種のエポキシ樹脂を含む請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
- (B)フェノール樹脂が、ビフェニレン型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ベンズアルデヒド型フェノール樹脂とアラルキル型フェノール樹脂との共重合型樹脂、及びトリフェニルメタン型フェノール樹脂からなる群より選択される少なくとも1種のフェノール樹脂を含む請求項1又は請求項2に記載のエポキシ樹脂組成物。
- (A)エポキシ樹脂が、ビフェニル型エポキシ樹脂を含み、(B)フェノール樹脂が、ビフェニレン型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ベンズアルデヒド型フェノール樹脂とアラルキル型フェノール樹脂との共重合型樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂からなる群より選択される少なくとも1種のフェノール樹脂を含む請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 素子と、
前記素子を封止する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物と、
を有する電子部品装置。
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