JP2779297B2 - 電子部品封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

電子部品封止用エポキシ樹脂組成物

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JP2779297B2 JP31923292A JP31923292A JP2779297B2 JP 2779297 B2 JP2779297 B2 JP 2779297B2 JP 31923292 A JP31923292 A JP 31923292A JP 31923292 A JP31923292 A JP 31923292A JP 2779297 B2 JP2779297 B2 JP 2779297B2
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隆範 荒牧
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子等の電子部
品封止用エポキシ樹脂組成物に関するものであり、LE
D、CCD等の透明性を要求される電子部品の封止にも
有用なエポキシ樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、エポキシ樹脂を主剤とする樹脂組
成物は、注型、封止、積層板等の電気・電子分野に広く
利用されている。近年、電子部品の小型化、薄型化によ
り、より低粘度のエポキシ樹脂組成物が望まれている。
従来のエポキシ樹脂組成物は、比較的粘度の高いものが
多く、このため部品間の微細な間隙に樹脂が完全に充填
しなかったり、気泡を巻き込んだりする成形不良を起こ
し、絶縁不良や耐湿性の劣化を起こすという問題点があ
った。
【0003】また、半導体の分野においては、プリント
基板への部品の実装の方法として、従来の装入方式から
表面実装方式への移行が進展している。表面実装方式に
おいては、パッケージ全体がはんだ温度まで加熱され、
熱衝撃によるパッケージクラックが大きな問題点となっ
ている。さらに、近年、半導体素子の高集積化、素子サ
イズの大型化、配線幅の微細化が急速に進展しており、
パッケージクラックの問題が一層深刻化してきている。
【0004】パッケージクラックを防止する方法とし
て、樹脂構造の強靱化、シリカの高充填化による高強度
化、低吸水率化等の方法があるが、いずれも改善効果は
認められるものの、充分満足できるものではない。
【0005】また、上記問題点を解決する手段として、
靱性にすぐれ、かつ、低粘度であるエポキシ樹脂が要望
されている。低粘度エポキシ樹脂としては、ビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹
脂等が一般に広く用いられているが、これらのエポキシ
樹脂において低粘度のものは常温では液状であり、用途
によっては取り扱いが困難であった。さらに、これらの
エポキシ樹脂は、耐熱性、機械的強度、靱性が充分では
ない。
【0006】また、特公平4−7365号公報には取り
扱い作業性、耐熱性、靱性等を改良したものとして、ビ
フェニル系エポキシ樹脂を主剤とした半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物が提案されているが、硬化速度が遅いと
いう欠点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は速硬化性、流動性等の成形性に優れ、かつ、機械的強
度、耐熱性、耐クラック性等に優れた硬化物を与える半
導体素子等の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、エポ
キシ樹脂及び硬化剤を必須の成分とするエポキシ樹脂組
成物であって、エポキシ樹脂成分として、下記一般式
(1)
【化2】 で表されるエポキシ樹脂を含有することを特徴とする電
子部品封止用エポキシ樹脂組成物である。
【0009】上記一般式(1)で表されるエポキシ樹脂
は、下記一般式(2)
【化3】 で表される4,4’−ジヒドロキシジフェニルチオエー
テル化合物とエピクロルヒドリンと反応させることによ
り製造することができる。この反応は公知のエポキシ化
反応と同様にして行うことができる。
【0010】例えば4,4’−ジヒドロキシジフェニル
チオエーテルを過剰のエピクロルヒドリンに溶解した
後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金
属水酸化物の存在下に50〜150℃、好ましくは60
〜120℃の範囲で1〜10時間反応させる方法が挙げ
られる。この際のエピクロルヒドリンの使用量は、4,
4’−ジヒドロキシジフェニルチオエーテル化合物の水
酸基1モルに対して0.8〜2モル、好ましくは0.9
〜1.2モルである。
【0011】反応終了後、過剰のエピクロルヒドリンを
留去し、残留物をトルエン、メチルイソブチルケトン等
の溶剤に溶解し、濾過し、水洗して無機塩を除去し、次
いで溶剤を留去することにより目的のエポキシ樹脂を得
ることができる。
【0012】前記一般式(1)において、nは0以上の
整数である。nの値はエポキシ樹脂の合成反応時に用い
るエピクロルヒドリンの4,4’−ジヒドロキシジフェ
ニルチオエーテル化合物に対するモル比を変えることに
より、容易に調整することができるが、本発明のエポキ
シ樹脂の特徴である低粘度性を活かすためには、nが0
のものが50重量%以上含まれることが好ましい。ま
た、置換基R1 〜R8 は水素原子、ハロゲン原子又は炭
素数1〜6の炭化水素基を示す。炭化水素基としては、
メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチ
ル基、フェニル基等が例示される。
【0013】4,4’−ジヒドロキシジフェニルチオエ
ーテル化合物はエポキシ樹脂として利用される用途に応
じた要求特性に応じて適宜選定される。低粘度性を強く
要求される用途においては、R1 〜R8 が水素原子であ
る4,4’−ジヒドロキシジフェニルチオエーテルが好
ましく用いられる。
【0014】本発明の樹脂組成物に使用する硬化剤とし
ては、一般にエポキシ樹脂の硬化剤として知られている
ものが使用できるが、フェノール性水酸基を有するもの
が好適に使用される。例えばビスフェノールA、ビスフ
ェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノ
ール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノー
ル、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール
等の2価のフェノール類、あるいはトリス(4−ヒドロ
キシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス
(4−ヒドロキシフェニル)エタン、フェノールノボラ
ック、o−クレゾールノボラック、ナフトールノボラッ
ク、ポリビニルフェノール等に代表される3価以上のフ
ェノール類、さらにはフェノール類、ナフトール類又は
ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノール
S、フルオレンビスフェノール、4,4’−ビフェノー
ル、2,2’−ビフェノール、ハイドロキノン、レゾル
シン、ナフタレンジオール等の2価のフェノール類のホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒ
ド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−キシリレン
グリコール等の縮合剤により合成される多価フェノール
性化合物がある。また、特に透明性を要求される封止用
途には、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メ
チルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタ
ル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチル無水ハ
イミック酸、無水ナジック酸、無水トリメリット酸等の
酸無水物類が好適に使用される。また、場合により、ジ
シアンジアミド、アミド樹脂類、アミン類を使用しても
よい。アミン類としては、4,4’−ジアミノジフェニ
ルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、
4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、m−フェニレ
ンジアミン、p−キシリレンジアミン等の芳香族アミン
類、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエ
チレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の脂肪族
アミン類がある。本発明の樹脂組成物には、これら硬化
剤の1種又は2種以上を混合して用いることができる。
【0015】また、本発明の樹脂組成物には、本発明の
必須成分として使用される4,4’−ジヒドロキシジフ
ェニルチオエーテル系エポキシ樹脂以外に、分子中にエ
ポキシ基を2個以上有する通常のエポキシ樹脂を併用し
てもよい。例えばビスフェノールA、ビスフェノール
F、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、
4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、ハ
イドロキノン、レゾルシン等の2価のフェノール類、あ
るいはトリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,
1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エ
タン、フェノールノボラック、o−クレゾールノボラッ
ク等の3価以上のフェノール類又はテトラブロモビスフ
ェノールA等のハロゲン化ビスフェノール類から誘導さ
れるグリシジルエーテル化合物がある。これらのエポキ
シ樹脂は、1種又は2種以上を混合して用いることがで
きるが、本発明に係わるエポキシ樹脂の配合量はエポキ
シ樹脂全体中5〜100重量%の範囲である。
【0016】本発明の樹脂組成物には必要に応じて、従
来より公知の硬化促進剤を用いることができる。例を挙
げればアミン類、イミダゾール類、有機ホスフィン類、
ルイス酸等がある。添加量としては、通常エポキシ樹脂
100重量部に対して0.2〜5重量部の範囲である。
【0017】また、必要に応じて本発明の樹脂組成物に
は充填剤を使用できる。充填剤としては、例えば球状あ
るいは破砕状の溶融しりか、結晶シリカ等のシリカ粉
末、アルミナ粉末、ガラス粉末等が使用できる。
【0018】さらに、必要に応じて本発明の樹脂組成物
にはカルバナワックス、OPワックス等の離型剤、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリ
ング剤、カーボンブラック等の着色剤、三酸化アンチモ
ン等の難燃剤、シリコンオイル等の低応力化剤、ステア
リン酸カルシウム等の滑剤等を使用できる。
【0019】
【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明をさら
に詳しく説明する。 参考例1 4,4’−ジヒドロキシジフェニルチオエーテル120
gをエピクロルヒドリン960gに溶解し、さらにベン
ジルトリエチルアンモニウムクロライド0.3gを加
え、減圧下(約150mmHg)、70℃にて48%水
酸化ナトリウム水溶液91.5gを4時間かけて滴下し
た。この間、生成する水はエピクロルヒドリンとの共沸
により系外に除き、溜出したエピクロルヒドリンは系内
に戻した。滴下終了後、さらに1時間反応を継続した。
その後、濾過により生成した塩を除き、さらに水洗した
のちエピクロルヒドリンを留去し、淡黄色結晶状エポキ
シ樹脂178gを得た。エポキシ当量は175であり、
融点は52℃であった。150℃における溶融粘度は
0.2ポイズ以下であった。
【0020】参考例2 2,2’−ジメチル−5,5’−ジターシャルブチル−
4,4’−ジヒドロキシジフェニルチオエーテル120
g、エピクロルヒドリン720g、48%水酸化ナトリ
ウム水溶液55.7gを用いて参考例1と同様に反応を
行い、白色結晶状エポキシ樹脂149gを得た。エポキ
シ当量は239であり、融点は121℃であった。15
0℃における溶融粘度は0.2ポイズ以下であった。
【0021】実施例1、2 エポキシ樹脂成分として参考例1で得られたエポキシ樹
脂を用い、硬化剤としてフェノールノボラック樹脂を用
いて表1に示す配合で混練し、エポキシ樹脂組成物を得
た。このエポキシ樹脂組成物を用いて175℃にて成形
し、175℃にて12時間ポストキュアを行い、硬化物
試験片を得、各種物性測定に供した。
【0022】また、本エポキシ樹脂組成物を用いて64
ピンICを成形し、ポストキュア後85℃、85%RH
の条件で24時間、48時間及び72時間吸湿させ、2
60℃のはんだ浴に10秒間浸漬させパッケージのクラ
ックを観察した。結果を表1にあわせて示す。
【0023】実施例3 エポキシ樹脂成分として参考例2で得られたエポキシ樹
脂を用い、実施例1と同様に配合、混練、成形し評価し
た。結果を表1に示す。
【0024】比較例1 エポキシ樹脂成分としてo−クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂(軟化点71℃)を用い、実施例1と同様に
エポキシ樹脂組成物を得た後、成形を行い評価した。結
果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、溶融状
態においては極めて低粘度であるため取り扱いが容易で
あり、かつ、得られた成形物は優れた硬化物物性を示
し、半導体素子等の電子部品の封止分野に好適に使用さ
れ、耐クラック性の向上に優れた効果を示す。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 59/30 C08L 63/02 H01L 23/29

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂及び硬化剤を必須の成分と
    するエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂成分と
    して、下記一般式(1) 【化1】 で表されるエポキシ樹脂を含有することを特徴とする電
    子部品封止用エポキシ樹脂組成物。
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JP2003003080A (ja) * 2002-04-26 2003-01-08 Sumitomo Chem Co Ltd 成形用樹脂組成物
CN1816580B (zh) * 2003-02-03 2010-04-28 新日铁化学株式会社 环氧树脂、其制造方法、使用该环氧树脂的环氧树脂组合物以及固化物

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