JP2964634B2 - Epoxy composition - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、半田耐熱性、耐湿信頼性および成形性に優
れるエポキシ組成物に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an epoxy composition having excellent solder heat resistance, moisture resistance reliability and moldability.
<従来の技術> エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特性、接着性な
どに優れており、さらに配合処方により種々の特性が付
与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材料など工業材
料として利用されている。<Conventional technology> Epoxy resins are excellent in heat resistance, moisture resistance, electrical properties, adhesiveness, etc., and can be imparted with various properties by formulation, so they are used as industrial materials such as paints, adhesives, and electrical insulating materials. Have been.
たとえば、半導体装置などの電子回路部品の封止方法
として従来より金属やセラミックスによるハーメチック
シールとフェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹
脂などによる樹脂封止が提案されている。しかし、経済
性、生産性、物性のバランスの点からエポキシ樹脂によ
る樹脂封止が中心になっている。For example, as a method of sealing an electronic circuit component such as a semiconductor device, a hermetic seal made of metal or ceramic and a resin seal made of phenol resin, silicone resin, epoxy resin or the like have been conventionally proposed. However, resin sealing with epoxy resin is mainly used in terms of balance between economy, productivity, and physical properties.
一方、最近はプリント基板への部品実装においても高
密度化、自動化が進められており、従来のリードピンを
基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代り、基板表面
に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んになって
きた。それに伴い、パッケージも従来のDIP(デュアル
・インライン・パッケージ)から高密度実装、表面実装
に適した薄型のFPP(フラット・プラスチック・パッケ
ージ)に移行しつつある。On the other hand, recently, the density and automation of component mounting on printed circuit boards have been increasing, and instead of the conventional “insertion mounting method” in which lead pins are inserted into holes in the board, “components are soldered to the board surface” “Surface mounting method” has become popular. Along with this, packages are also shifting from conventional DIP (dual in-line packages) to thin FPPs (flat plastic packages) suitable for high-density mounting and surface mounting.
表面実装方向への移行に伴い、従来あまり問題になら
なかった半田付け工程が大きな問題になってきた。従来
のピン挿入実装方式では半田付け工程はリード部が部分
的に加熱されるだけであったが、表面実装方式ではパッ
ケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面実装方式に
おける半田付け方法としては半田浴浸漬、不活性ガスの
飽和蒸気による加熱(ベーパーフェイズ法)や赤外線リ
フロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケ
ージ全体が210〜270℃の高温に加熱されることになる。
そのため従来の封止樹脂で封止したパッケージは、半田
付け時に樹脂部分にクラックが発生し、信頼性が低下し
て製品として使用できないという問題がおきる。With the shift to the surface mounting direction, the soldering process, which was not so much a problem in the past, has become a big problem. In the conventional pin insertion mounting method, the lead portion is only partially heated in the soldering process, but in the surface mounting method, the entire package is immersed in a heating medium and heated. As the soldering method in the surface mounting method, a solder bath immersion, heating with a saturated vapor of an inert gas (a vapor phase method), an infrared reflow method, and the like are used. In any case, the entire package is heated to a high temperature of 210 to 270 ° C. It will be heated.
Therefore, the package sealed with the conventional sealing resin has a problem that cracks occur in the resin portion at the time of soldering, the reliability is reduced, and the package cannot be used as a product.
半田付け工程におけるクラックの発生は、後硬化して
から実装工程の間までに吸湿した水分が半田付け加熱時
に爆発的に水蒸気化、膨張することに起因するといわれ
ており、その対策として後硬化したパッケージを完全に
乾燥し密封した容器に収納して出荷する方法が用いられ
ている。It is said that the occurrence of cracks in the soldering process is due to the fact that the moisture absorbed between the post-curing and the mounting process explosively turns into steam and expands during soldering heating. A method is used in which the package is stored in a completely dried and sealed container and shipped.
封止用樹脂の改良も種々検討されている。たとえば、
ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂とゴム成分を添加
する方法(特開昭63−251419号公報)、ビフェニル骨格
を有するエポキシ樹脂と粒子径14μm以下の微粉末粒子
を添加する方法(特開平1−87616号公報)などが提案
されている。Various studies have been made on improvements in the sealing resin. For example,
A method of adding an epoxy resin having a biphenyl skeleton and a rubber component (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-251419), a method of adding an epoxy resin having a biphenyl skeleton and fine powder particles having a particle diameter of 14 μm or less (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-87616) Gazette) has been proposed.
一方、封止用樹脂の流動性を改良するため、球状溶融
シリカ微粒子の添加する方法(特開昭53−102361号公
報)、特開昭58−138740号公報、特開昭59−84937号公
報)やナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂を添加する
方法(特開平2−88621号公報)などが提案されてい
る。On the other hand, in order to improve the flowability of the sealing resin, a method of adding spherical fused silica fine particles (JP-A-53-102361), JP-A-58-138740, and JP-A-59-84937 are disclosed. ) Or a method of adding an epoxy resin having a naphthalene skeleton (JP-A-2-88621).
<発明が解決しようとする課題> しかるに乾燥パッケージを容器に封入する方法は製造
工程および製品の取扱作業が繁雑になるうえ、製品価格
が高価になる欠点がある。<Problem to be Solved by the Invention> However, the method of enclosing the dry package in a container has disadvantages in that the manufacturing process and the handling of the product are complicated, and the product price is high.
また、種々の方法で改良された樹脂も、それぞれ少し
ずつ効果をあげてきているが、まだ十分ではない。ビフ
ェニル骨格を有するエポキシ樹脂とゴム成分を添加する
方法やビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と粒子径14
μm以下の微粉末粒子を添加する方法は、QFP(クワッ
ト・フラット・パッケージ)などの比較的厚型のパッケ
ージでは半田耐熱性向上効果を有するが、TSOP(シン・
スモール・アウトライン・パッケージ)などのさらに薄
型のパッケージでは半田耐熱性が十分でなかったり、流
動性が不十分であるなどの問題があった。In addition, resins improved by various methods have each been effective little by little, but are still not sufficient. A method of adding an epoxy resin having a biphenyl skeleton and a rubber component and an epoxy resin having a biphenyl skeleton and a particle size of 14
The method of adding fine powder particles of μm or less has the effect of improving the soldering heat resistance in a relatively thick package such as QFP (Quat Flat Package).
Thinner packages such as small outline packages have problems such as insufficient solder heat resistance and insufficient fluidity.
また、流動性を向上するため通常使用される平均粒径
5μm以上の球状溶融シリカを添加すると、流動性は改
良されるものの半田耐熱性が低下するという問題があっ
た。同様の目的で、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹
脂を添加する方法は流動性向上効果が小さく十分ではな
かった。Further, when spherical fused silica having an average particle diameter of 5 μm or more, which is generally used for improving fluidity, is added, fluidity is improved, but there is a problem that solder heat resistance is reduced. For the same purpose, the method of adding an epoxy resin having a naphthalene skeleton has a small effect of improving fluidity and is not sufficient.
本発明の目的は、かかる半田付け工程で生じるクラッ
クの問題を解消し、成形時のの流動性が良好で半田耐熱
性、成形性に優れるエポキシ組成物を提供することにあ
る。An object of the present invention is to solve the problem of cracks generated in the soldering step and to provide an epoxy composition having good fluidity during molding, excellent solder heat resistance, and excellent moldability.
<課題を解決するための手段> 本発明者らは、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂
に、特定の粒径の破砕シリカと球状シリカを添加するこ
とにより、上記の課題を達成し、目的に合致したエポキ
シ組成物が得られることを見出し、本発明に到達した。<Means for Solving the Problems> The present inventors have achieved the above object by adding crushed silica and spherical silica having a specific particle size to an epoxy resin having a naphthalene skeleton, and have met the object. The inventors have found that an epoxy composition can be obtained, and have reached the present invention.
すなわち本発明は、エポキシ樹脂(A)、硬化材
(B)および充填材(C)を含有してなるエポキシ組成
物であって、前記エポキシ樹脂(A)が下記一般式
(I) (ただし、R1、R2、R3、R4、R5、R6は各々水素原子、ハ
ロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基から選ば
れた基を示す。) で表されるエポキシ樹脂(a)を必須成分として含有
し、前記充填材(C)が平均粒径10μm以下の破砕溶融
シリカ99〜50重量%と平均粒径4μm以下の球状溶融シ
リカ1〜50重量%からなり、球状溶融シリカの平均粒径
が破砕溶融シリカの平均粒径より小さく、かつ充填材
(C)の割合が全体の75〜90重量%であることを特徴と
するエポキシ組成物である。That is, the present invention relates to an epoxy composition containing an epoxy resin (A), a curing agent (B) and a filler (C), wherein the epoxy resin (A) has the following general formula (I) (However, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a group selected from an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.) The epoxy resin (a) is contained as an essential component, and the filler (C) comprises 99 to 50% by weight of crushed fused silica having an average particle size of 10 μm or less and 1 to 50% by weight of spherical fused silica having an average particle size of 4 μm or less. An epoxy composition, wherein the average particle size of the spherical fused silica is smaller than the average particle size of the crushed fused silica, and the proportion of the filler (C) is 75 to 90% by weight of the whole.
以下、本発明の構成を詳述する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.
本発明におけるエポキシ樹脂(A)は、上記式(I)
で表される骨格を有するエポキシ樹脂(a)を必須成分
として含有することが重要である。The epoxy resin (A) in the present invention has the formula (I)
It is important to contain an epoxy resin (a) having a skeleton represented by the following as an essential component.
エポキシ樹脂(a)を含有しない場合はハンダ付け工
程におけるクラックの発生防止効果および耐熱性効果は
発揮されない。When the epoxy resin (a) is not contained, the effect of preventing the occurrence of cracks in the soldering step and the effect of heat resistance are not exhibited.
上記式(I)において、R1、R2、R3、R4、R5、R6は各
々水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜4のアル
キル基から選ばれた基を示すが、R1、R2、R3、R4、R5、
R6の好ましい具体例としては、水素原子、メチル基、エ
チル基、プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、
sec−ブチル基、tert−ブチル基、塩素原子、臭素原子
などがあげられる。In the above formula (I), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a group selected from an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 ,
Preferred specific examples of R 6 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group,
Examples thereof include a sec-butyl group, a tert-butyl group, a chlorine atom, and a bromine atom.
本発明におけるエポキシ樹脂(a)の好ましい具体例
としては、1,5−ジグリシジルナフタレン、1,5−ジグリ
シジル−7−メチルナフタレン、1、6−ジグリシジル
ナフタレン、1,6−ジグリシジル−2−メチルナフタレ
ン、1,6−ジグリシジル−8−メチルナフタレン、1,6−
ジグリシジル−4,8−ジメチルナフタレン、2−ブロム
−1,6−ジグリシジルナフタレン、8−ブロム−1.6−ジ
グリシジルナフタレンなどがあげられる。Preferred specific examples of the epoxy resin (a) in the present invention include 1,5-diglycidylnaphthalene, 1,5-diglycidyl-7-methylnaphthalene, 1,6-diglycidylnaphthalene, and 1,6-diglycidyl-2-. Methylnaphthalene, 1,6-diglycidyl-8-methylnaphthalene, 1,6-
Diglycidyl-4,8-dimethylnaphthalene, 2-bromo-1,6-diglycidylnaphthalene, 8-bromo-1.6-diglycidylnaphthalene and the like can be mentioned.
本発明におけるエポキシ樹脂(A)は上記のエポキシ
樹脂(a)とともに該エポキシ樹脂(a)以外の他のエ
ポキシ樹脂をも併用して含有することができる。併用で
きる他のエポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポ
キシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール
Aやレゾルシンなどから合成される各種ノボラック型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、線状脂
肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポ
キシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂などがあげられる。The epoxy resin (A) in the present invention can contain the above-mentioned epoxy resin (a) in combination with another epoxy resin other than the epoxy resin (a). Other epoxy resins that can be used in combination include, for example, cresol novolak epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, biphenyl epoxy resin, various novolak epoxy resins synthesized from bisphenol A and resorcinol, bisphenol A epoxy resin, wire Aliphatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, halogenated epoxy resin and the like.
エポキシ樹脂(A)中に含有されるエポキシ樹脂
(a)の割合に関しては特に制限がなく必須成分として
エポキシ樹脂(a)が含有されれば本発明の効果は発揮
されるが、より十分な効果を発揮させるためには、エポ
キシ樹脂(a)をエポキシ樹脂(A)中に通常30重量%
以上、好ましくは50重量%以上含有せしめる必要があ
る。The ratio of the epoxy resin (a) contained in the epoxy resin (A) is not particularly limited, and the effect of the present invention is exhibited if the epoxy resin (a) is contained as an essential component, but a more sufficient effect is obtained. In order to exert the effect, usually 30% by weight of the epoxy resin (a) is added to the epoxy resin (A).
As described above, it is necessary that the content be preferably 50% by weight or more.
本発明において、エポキシ樹脂(A)の配合量は3〜
30重量%、好ましくは5〜25重量%である。In the present invention, the compounding amount of the epoxy resin (A) is 3 to
It is 30% by weight, preferably 5 to 25% by weight.
本発明における硬化剤(B)は、エポキシ樹脂(A)
と反応して硬化させるものであれば特に限定されず、そ
れらの具体例としては、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、ビスフェノールAや
レゾルシンから合成される各種ノボラック樹脂、無水マ
レイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸
無水物およびメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェ
ニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族
アミンなどがあげられる。半導体装置封止用としては、
耐熱性、耐湿性および保存性の点から、フェノールノボ
ラック、クレゾールノボラックなどのノボラック樹脂が
好ましく用いられ、用途によっては二種以上の硬化剤を
併用してもよい。The curing agent (B) in the present invention is an epoxy resin (A)
There is no particular limitation as long as it reacts with and cures. Specific examples thereof include phenol novolak resin, cresol novolak resin, various novolak resins synthesized from bisphenol A and resorcinol, maleic anhydride, phthalic anhydride And acid anhydrides such as pyromellitic anhydride and aromatic amines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane and diaminodiphenylsulfone. For sealing semiconductor devices,
Novolak resins such as phenol novolak and cresol novolak are preferably used from the viewpoint of heat resistance, moisture resistance and storage stability, and two or more curing agents may be used in combination depending on the application.
本発明において、硬化剤(B)の配合量は通常1〜20
重量%、好ましくは2〜15重量%である。さらには、エ
ポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)の配合比は、機械的性
質および耐湿性の点から(A)に対する(B)の化学当
量比が0.6〜1.5、特に0.7〜1.2の範囲にあることが好ま
しい。In the present invention, the amount of the curing agent (B) is usually 1 to 20.
% By weight, preferably 2 to 15% by weight. Further, the mixing ratio of the epoxy resin (A) and the curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of (B) to (A) is in the range of 0.6 to 1.5, particularly 0.7 to 1.2 from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance. Is preferred.
また、本発明においてエポキシ樹脂(A)と硬化剤
(B)の硬化反応を促進するため硬化触媒を用いてもよ
い。硬化触媒は硬化反応を促進するものならば特に限定
されず、たとえば2−メチルイミダゾール、2,4−ジメ
チルイミダゾール、2−エチル−4−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など
のイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、2
−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリ
ス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザ
ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7などの3級アミン化
合物、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテ
トラプロポキシド、テトラキス(アセチルアセトナト)
ジルコニウム、トリス(アセチルアセトナト)アルミニ
ウムなどの有機金属化合物およびトリフェニルホスフィ
ン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、ト
リブチルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)ホス
フィン、トリ(ノニフェニル)ホスフィンなどの有機ホ
スフィン化合物があげられる。なかでも耐湿性の点か
ら、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニルホ
スフィンが特に好ましく用いられる。これらの硬化触媒
は、用途によっては二種以上を併用してもよく、その添
加量はエポキシ樹脂(A)100重量部に対して0.1〜10重
量部の範囲が好ましい。In the present invention, a curing catalyst may be used to accelerate the curing reaction between the epoxy resin (A) and the curing agent (B). The curing catalyst is not particularly limited as long as it promotes the curing reaction. For example, 2-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methyl Imidazole compounds such as imidazole and 2-heptadecyl imidazole, triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine,
Tertiary amine compounds such as-(dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, zirconium tetramethoxide, zirconium Tetrapropoxide, tetrakis (acetylacetonato)
Organic metal compounds such as zirconium and tris (acetylacetonato) aluminum; and organic phosphine compounds such as triphenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, and tri (noniphenyl) phosphine. . Of these, organic phosphine compounds are preferred from the viewpoint of moisture resistance, and triphenylphosphine is particularly preferably used. Two or more of these curing catalysts may be used in combination depending on the application, and the addition amount thereof is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin (A).
本発明における充填材(C)は平均粒径10μm以下の
破砕溶融シリカ99〜50重量%と平均粒径4μm以下の球
状溶融シリカ1〜50重量%からなり、球状溶融シリカの
平均粒径が破砕シリカの平均粒径より小さいものであ
る。充填材(C)は平均粒径10μm以下の破砕溶融シリ
カ97〜70重量%と平均粒径4μm以下の球状溶融シリカ
3〜30重量%からなり球状溶融シリカの平均粒径が破砕
溶融シリカの平均粒径より小さいものが特に好ましい。
破砕溶融シリカの平均粒径が10μmを超えると半田耐熱
性が不十分であり、10μm以下であれば特に制限を加え
るものではないが、流動性の点から3μm以上の10μm
以下のものが好ましく用いられる。ここで、破砕溶融シ
リカは平均粒径が10μm以下になれば、平均粒径が異な
る2種類以上の破砕溶融シリカを併用してもよい。ま
た、球状溶融シリカの平均粒径が4μmを越えると半田
耐熱性および流動性が不十分になり、4μm以下であれ
ば特に制限を加えるものではないが流動性の点から0.1
μm以上4μm以下のものが好ましく用いられる。ここ
で、球状溶融シリカは平均粒径が4μm以下になれば、
平均粒径が異なる2種類以上の球状溶融シリカを併用し
てもよい。ここで平均粒径は、累積重量50%になる粒径
(メジアン径)を意味する。また、充填材(C)におい
ては球状溶融シリカの平均粒径が破砕溶融シリカの平均
粒径より小さいことが重要である。球状溶融シリカの平
均粒径が破砕溶融シリカの平均粒径より大きくなるとそ
の流動性改善効果が大幅に低下する。球状溶融シリカの
平均粒径は破砕溶融シリカの平均粒径より小さければよ
いが、好ましくは、球状溶融シリカの平均粒径は破砕溶
融シリカの平均粒径の2/3以下であり、特に好ましくは1
/2以下である。さらに、破砕溶融シリカと球状溶融シリ
カの比率が上記の範囲にない場合は半田耐熱性および成
形性に優れた組成物は得られない。本発明において充填
材(C)の割合は全体の75〜90重量%であり、さらに好
ましくは77〜88重量%である。充填材(C)が75重量%
未満では半田耐熱性が不十分であり、90重量%を越える
と流動性が不十分である。ここでいう溶融シリカは真比
重2.3以下の非晶性シリカを意味する。その製造方法は
必ずしも溶融状態を経る必要はなく、任意の製造方法を
用いることができる。たとえば結晶性シリカを溶融する
方法、各種原料から合成する方法などがあげられる。The filler (C) in the present invention is composed of 99 to 50% by weight of crushed fused silica having an average particle size of 10 μm or less and 1 to 50% by weight of spherical fused silica having an average particle size of 4 μm or less. It is smaller than the average particle size of silica. The filler (C) is composed of 97 to 70% by weight of crushed fused silica having an average particle diameter of 10 μm or less and 3 to 30% by weight of spherical fused silica having an average particle diameter of 4 μm or less. Those smaller than the particle size are particularly preferred.
If the average particle size of the crushed fused silica exceeds 10 μm, the solder heat resistance is insufficient, and if it is 10 μm or less, there is no particular limitation, but from the viewpoint of fluidity, 3 μm or more and 10 μm or more.
The following are preferably used. Here, as long as the average particle size of the crushed fused silica is 10 μm or less, two or more types of crushed fused silica having different average particle sizes may be used in combination. If the average particle diameter of the spherical fused silica exceeds 4 μm, the solder heat resistance and the fluidity become insufficient.
Those having a size of at least 4 μm are preferably used. Here, if the spherical fused silica has an average particle size of 4 μm or less,
Two or more kinds of fused silica particles having different average particle diameters may be used in combination. Here, the average particle diameter means a particle diameter (median diameter) at which the cumulative weight becomes 50%. In the filler (C), it is important that the average particle size of the spherical fused silica is smaller than the average particle size of the crushed fused silica. If the average particle size of the spherical fused silica is larger than the average particle size of the crushed fused silica, its fluidity improving effect is significantly reduced. The average particle size of the spherical fused silica may be smaller than the average particle size of the crushed fused silica, preferably, the average particle size of the spherical fused silica is 2/3 or less of the average particle size of the crushed fused silica, and particularly preferably. 1
/ 2 or less. Further, when the ratio of the crushed fused silica to the spherical fused silica is not in the above range, a composition excellent in solder heat resistance and moldability cannot be obtained. In the present invention, the proportion of the filler (C) is from 75 to 90% by weight, more preferably from 77 to 88% by weight. 75% by weight of filler (C)
If it is less than 90%, the solder heat resistance is insufficient, and if it exceeds 90% by weight, the fluidity is insufficient. The fused silica as used herein means amorphous silica having a true specific gravity of 2.3 or less. The production method does not necessarily have to go through a molten state, and any production method can be used. For example, a method of melting crystalline silica, a method of synthesizing from various raw materials, and the like can be mentioned.
本発明のエポキシ組成物には充填材として溶融シリカ
(C)以外に結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、アルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケ
イ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベ
スト、ガラス繊維などを添加することができる。In the epoxy composition of the present invention, as a filler, besides fused silica (C), crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, asbestos, glass fiber Etc. can be added.
本発明において、溶融シリカ(C)などの充填剤をシ
ランカップリング剤、チタネートカップリング剤などの
カップリング剤であらかじめ表面処理することが、信頼
性の点で好ましい。In the present invention, it is preferable from the viewpoint of reliability that a filler such as fused silica (C) is subjected to a surface treatment in advance with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent.
カップリング剤としてエポキシシラン、アミノシラ
ン、メルカプトシランなどのシランカップリング剤があ
げられる。なかでも、半田耐熱性、耐湿信頼性、低圧ト
ランスファー成形機により成形を行なった場合に、厚バ
リが発生しプランジャーの作動性が悪くなり作業性が低
下するという生産性の点から、アミノ基を含有しかつそ
のアミノ基がすべて2級であるアミノシランカップリン
グ剤(D)が特に好ましい。本発明のエポキシ組成物に
はハロゲン化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物、リン
化合物などの難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助
剤、カーボンブラック、酸化鉄などの着色剤、シリコー
ンゴム、スチレン系ブロック共重合体、オレフィン系共
重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴムな
どのエラストマー、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、
長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステ
ル、長鎖脂肪酸のアミド、パラフィンワックスなどの離
型剤および有機過酸化物など架橋剤を任意に添加するこ
とができる。本発明のエポキシ組成物は溶融混練するこ
とが好ましく、たとえばバンバリーミキサー、ニーダ
ー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダ
ーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練することによ
り、製造される。Examples of the coupling agent include silane coupling agents such as epoxy silane, amino silane, and mercapto silane. Above all, from the viewpoint of productivity, when soldering heat resistance, moisture resistance reliability, and low-pressure transfer molding machines are used, thick burrs are generated, plunger operability is reduced, and workability is reduced. And an aminosilane coupling agent (D) whose amino groups are all secondary. The epoxy composition of the present invention includes a halogen compound such as a halogenated epoxy resin, a flame retardant such as a phosphorus compound, a flame retardant auxiliary such as antimony trioxide, a colorant such as carbon black and iron oxide, a silicone rubber, and a styrene-based block. Copolymers, olefin copolymers, modified nitrile rubber, modified polybutadiene rubber and other elastomers, polyethylene and other thermoplastic resins,
A releasing agent such as a long-chain fatty acid, a metal salt of a long-chain fatty acid, an ester of a long-chain fatty acid, an amide of a long-chain fatty acid, or paraffin wax, and a crosslinking agent such as an organic peroxide can be optionally added. The epoxy composition of the present invention is preferably melt-kneaded, and is produced, for example, by melt-kneading using a known kneading method such as a Banbury mixer, a kneader, a roll, a single-screw or twin-screw extruder and a co-kneader. .
<実施例> 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
実施例1〜6、比較例1〜5 表1に示した配合処方に対し、表2に示した溶融シリ
カ、表3に示したシランカップリング剤を、各々表4に
示した組成比で試薬をミキサーによりドライブレンドし
た。これを、ロール表面温度90℃のミキシングロールを
用いて5分間加熱混練後、冷却・粉砕してエポキシ組成
物を製造した。Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 The fused silica shown in Table 2 and the silane coupling agent shown in Table 3 were added to the formulation shown in Table 1 in the composition ratio shown in Table 4 respectively. Was dry blended with a mixer. This was heated and kneaded for 5 minutes using a mixing roll having a roll surface temperature of 90 ° C., and then cooled and pulverized to produce an epoxy composition.
この組成物を用い、低圧トランスファー成形法により
175℃×2分の条件で成形して次の物性、成形性測定法
により各組成物の物性および成形性を測定した。結果を
表4に示す。Using this composition, low-pressure transfer molding
The composition was molded at 175 ° C. × 2 minutes, and the physical properties and moldability of each composition were measured by the following physical property and moldability measurement methods. Table 4 shows the results.
半田耐熱性:模擬素子を搭載した28pin TSOP24個を
成形、180℃で5時間ポストキュアし、85℃、85%RHで1
6時間加湿後、IRリフロー炉を用いて245℃に10秒間加熱
し、クラックの発生しないTSOPの個数の割合を求めた。Solder heat resistance: Molded 24 28-pin TSOP with simulated element, post-cured at 180 ° C for 5 hours, and 1 at 85 ° C and 85% RH
After humidification for 6 hours, the mixture was heated to 245 ° C. for 10 seconds using an IR reflow furnace, and the ratio of the number of TSOPs without cracks was determined.
半田浸漬後のPCBT:半田処理後のTSOPを125℃、85%R
H、バイアス電圧10VでUSPCBTを行い、累積故障率50%に
なる時間を求めた。PCBT after solder immersion: TSOP after soldering at 125 ° C, 85% R
H, USPCBT was performed at a bias voltage of 10 V, and the time until the cumulative failure rate became 50% was obtained.
充填性:160pin QFPを形成し、未充填の有無を目視で
判定した。Filling property: A 160-pin QFP was formed, and the presence or absence of unfilling was visually determined.
厚バリ:低圧トランスファー成形法によりフラッシュ
測定金型を用いて175℃×90秒の条件で成形し、厚バリ
を測定した。Thick burrs: Thick burrs were measured by low pressure transfer molding using a flash measurement mold at 175 ° C for 90 seconds.
表4にみられるように、本発明のエポキシ組成物(実
施例1〜4)は半田耐熱性、半田浸漬後耐湿信頼性、お
よび充填性などの成形性に優れている。これに対して充
填材(C)の割合が全体の75重量%未満の比較例3では
半田耐熱性が、本発明の溶融シリカを用いていない比較
例4、5では半田耐熱性および充填性が劣っている。 As shown in Table 4, the epoxy compositions of the present invention (Examples 1 to 4) are excellent in moldability such as solder heat resistance, reliability of moisture resistance after solder immersion, and filling property. On the other hand, in Comparative Example 3 in which the ratio of the filler (C) was less than 75% by weight, solder heat resistance was low, and in Comparative Examples 4 and 5 in which the fused silica of the present invention was not used, solder heat resistance and fillability were low. Inferior.
また、エポキシ樹脂(A)中に本発明のエポキシ樹脂
(a)を含有しない比較例1および2では半田耐熱性、
半田浸漬後の耐湿信頼性が劣っている。In Comparative Examples 1 and 2 in which the epoxy resin (A) of the present invention was not contained in the epoxy resin (A),
Poor moisture resistance reliability after solder immersion.
さらに、シランカップリング剤に2級のアミノシラン
化合物を用いた実施例5、6は半田耐熱性、半田浸漬後
の耐湿信頼性、充填性に優れるばかりでなく、厚バリも
少なくなっている。Further, in Examples 5 and 6 using a secondary aminosilane compound as the silane coupling agent, not only are the solder heat resistance, the moisture resistance reliability after solder immersion, and the filling property excellent, but also the thickness burrs are reduced.
<発明の効果> 本発明のエポキシ組成物は、特定のエポキシ樹脂、硬
化剤、および特定の溶融シリカを配合したために、半田
耐熱性、半田浸漬後の耐湿信頼性および成形性に優れて
いる。<Effect of the Invention> Since the epoxy composition of the present invention contains a specific epoxy resin, a curing agent, and a specific fused silica, it has excellent solder heat resistance, moisture resistance reliability after solder immersion, and moldability.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−88621(JP,A) 特開 平2−110958(JP,A) 特開 平2−99514(JP,A) 特開 平2−99552(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 63/00 - 63/10 C08K 3/36 C08G 59/24 H01L 23/29 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-88621 (JP, A) JP-A-2-110958 (JP, A) JP-A-2-99514 (JP, A) JP-A-2- 99552 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C08L 63/00-63/10 C08K 3/36 C08G 59/24 H01L 23/29
Claims (1)
充填材(C)を含有してなるエポキシ組成物であって、
前記エポキシ樹脂(A)が下記一般式(I) (ただし、R1、R2、R3、R4、R5、R6は各々水素原子、ハ
ロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基から選ば
れた基を示す。) で表されるエポキシ樹脂(a)を必須成分として含有
し、前記充填材(C)が平均粒径10μm以下の破砕溶融
シリカ99〜50重量%と平均粒径4μm以下の球状溶融シ
リカ1〜50重量%からなり、球状溶融シリカの平均粒径
が破砕溶融シリカの平均粒径より小さく、かつ充填材
(C)の割合が全体の75〜90重量%であることを特徴と
するエポキシ組成物。An epoxy composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B) and a filler (C),
The epoxy resin (A) has the following general formula (I) (However, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a group selected from an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.) The epoxy resin (a) is contained as an essential component, and the filler (C) comprises 99 to 50% by weight of crushed fused silica having an average particle size of 10 μm or less and 1 to 50% by weight of spherical fused silica having an average particle size of 4 μm or less. An epoxy composition, wherein the average particle size of the spherical fused silica is smaller than the average particle size of the crushed fused silica, and the proportion of the filler (C) is 75 to 90% by weight of the whole.
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