JP5217148B2 - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
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Description
このため、離型剤としてモンタン酸系のエステルワックスや酸化、非酸化ポリエチレンワックスに酸化防止剤を添加することによって離型持続性を改善する手法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この手法により、離型持続性は改善されるが、離型剤の主鎖が炭素鎖であるため、半導体封止用エポキシ樹脂組成物と比較的相溶し易く、成形した半導体装置の表面に油浮きや汚れを起こすという問題を十分に解決できていなかった。
(1)半導体封止用金型の離型性を回復するために用いるエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂と、硬化剤と、一般式(1)で示されるポリカプロラクトン基を有するポリシロキサン化合物とを含み、かつ前記ポリシロキサン化合物が前記エポキシ樹脂組成物全体の0.8重量%以上、10重量%以下であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
(2)さらに、無機充填材を含むものである上記(1)に記載のエポキシ樹脂組成物。
(3)さらに、硬化促進剤を含むものである上記(1)または(2)に記載のエポキシ樹脂組成物。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、半導体封止用金型の離型性を回復するために用いるエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂と、硬化剤と、一般式(1)で示されるポリカプロラクトン基を有するポリシロキサン化合物とを含み、かつ前記ポリシロキサン化合物が前記エポキシ樹脂組成物全体の0.8重量%以上、10重量%以下であることを特徴とする。
前記エポキシ樹脂としては、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の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、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
前記硬化剤としては、例えば重付加型の硬化剤、触媒型の硬化剤、縮合型の硬化剤の3タイプに大別される。
重付加型の硬化剤としては例えば、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、メタキシレリレンジアミン(MXDA)などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、m−フェニレンジアミン(MPDA)、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド(DICY)、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物、ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MTHPA)などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸(TMA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸(BTDA)などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物、ノボラック型フェノール樹脂、フェノールポリマーなどのポリフェノール化合物、ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物、イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物、カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類などが挙げられる。
より具体的には、前記ポリカプロラクトン基を有するポリシロキサン化合物の含有量は、前記エポキシ樹脂組成物全体の0.8重量%以上、5重量%以下であることが好ましく、特に1.0重量%以上、3重量%以下が好ましい。含有量が記範囲内であると、さらに成型品外観にも優れる。
前記無機充填材としては、一般に半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。例えば溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、チタンホワイト、窒化珪素等が挙げられる。これらの無機充填剤は、1種類を単独で用いても2種類以上を併用しても差し支えない。またこれらがカップリング剤により表面処理されていてもかまわない。
前記平均粒子径は、例えば株式会社島津製作所製レーザ回折式粒度分布測定装置SALD−7000で測定することができる。
前記硬化促進剤としては、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との架橋反応の触媒となり得るものを指し、例えばトリブチルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等のアミン系化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機リン系化合物、2−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこれらの硬化促進剤は1種類を単独で用いても2種類以上を併用しても良い。
エポキシ樹脂としてオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点65℃、エポキシ当量209)20.2重量部と、硬化剤としてフェノールノボラック樹脂(軟化点90℃、水酸基当量104)10.0重量部と、硬化促進剤として1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下、DBUという)0.2重量部と、無機充填材として溶融球状シリカ(平均粒径21μm)67.0重量部と、ポリシロキサン化合物として下記式(3)で示されるポリシロキサン化合物(A)2.0重量部と、その他添加材としてカルナバワックス0.3重量部およびカーボンブラック0.3重量部とをミキサーを用いて各成分を混合した後、表面温度が95℃と25℃の2軸ロールを用いて20回混練して得られた混練物シートを冷却後粉砕した4メッシュ以下の粉砕物をタブレット化して、金型の離型性を回復するための離型回復用エポキシ樹脂成形材料を得た。
エポキシ樹脂成形材料の配合において、ポリシロキサン化合物の含有量を減らして、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の含有量およびフェノールノボラック樹脂の含有量を増やした配合を下記のようにした以外は、実施例1と同様にした。
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点65℃、エポキシ当量209)20.8重量部とし、フェノールノボラック樹脂(軟化点90℃、水酸基当量104)10.6重量部とし、式(3)で示されるポリシロキサン化合物(A)0.8重量部とした。
エポキシ樹脂成形材料の配合において、ポリシロキサン化合物の含有量を増やして、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の含有量、フェノールノボラック樹脂の含有量および溶融球状シリカの含有量を減らした配合を下記のようにした以外は、実施例1と同様にした。
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点65℃、エポキシ当量209)22.0重量部とし、フェノールノボラック樹脂(軟化点90℃、水酸基当量104)11.2重量部とし、溶融球状シリカ(平均粒径21μm)60.0重量部とし、式(3)で示されるポリシロキサン化合物(A)6.0重量部とした。
ポリシロキサン化合物として下記のものを用いた以外は、実施例1と同様にした。
ポリシロキサン化合物として下記式(4)で示されるポリシロキサン化合物(B)を用いた。
ポリシロキサン化合物として下記のものを用いた以外は、実施例1と同様にした。
ポリシロキサン化合物として下記式(5)で示されるポリシロキサン化合物(C)を用いた。
エポキシ樹脂としてビフェニル型エポキシ樹脂、硬化剤としてフェノールアラルキル樹脂を用い、溶融球状シリカ配合の含有量を増やした配合量を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
ビフェニル型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製、YX−4000、融点105℃、エポキシ当量195)10.2重量部とし、フェノールアラルキル樹脂(三井化学(株)製、XL−225、軟化点79℃、水酸基当量174)9.0重量部とし、溶融球状シリカ(平均粒径21μm)78.0重量部とした。
エポキシ樹脂成形材料の配合において、ポリシロキサン化合物の含有量を減らして、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の含有量及びフェノールノボラック樹脂の含有量を増やした配合を下記のようにした以外は、実施例1と同様にした。
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点65℃、エポキシ当量209)21.0重量部とし、フェノールノボラック樹脂(軟化点90℃、水酸基当量104)10.7重量部とし、前記式(3)で示されるポリシロキサン化合物(A)0.5重量部とした。
エポキシ樹脂成形材料の配合において、ポリシロキサン化合物の含有量を増やして、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の含有量、フェノールノボラック樹脂の含有量及び溶融球状シリカの含有量を減らした配合を下記のようにした以外は、実施例1と同様にした。
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点65℃、エポキシ当量209)22.6重量部とし、フェノールノボラック樹脂(軟化点90℃、水酸基当量104)11.6重量部とし、溶融球状シリカ(平均粒径21μm)53.0重量部とし、前記式(3)で示されるポリシロキサン化合物(A)12.0重量部とした。
ポリシロキサン化合物として下記のものを用いた以外は、実施例1と同様にした。
下記式(6)で示されるポリシロキサン化合物(D)を用いた。
1.離型回復性
金型表面をクリーニングするためのメラミン樹脂系クリーニング材(住友ベークライト(株)製、EMEC3)を用いて、離型時荷重評価用金型で成形品を3回成形し、前記金型の表面の離型剤成分を取り除いた後、各実施例および比較例で得られた離型回復用エポキシ樹脂成形材料で3回成形した後、金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間2分の条件で評価用材料をトランスファー成形し、製品抜き出し時の離型荷重を測定した。単位はMPa。判定基準は30MPa以上を不合格、30MPa以下を合格とした。なお、離型時荷重評価用金型は、上型・中型・下型とからなり、成形後に中型に付着した直径14mmで1.5mm厚の円形の成形品に、中型の上部の穴からプッシュプルゲージを当て、成形品を突き出した際にかかる荷重を測定した。評価用材料としては、住友ベークライト(株)製・半導体封止用エポキシ樹脂成形材料EME−7351を用いた。
金型表面をクリーニングするためのメラミン樹脂系クリーニング材(住友ベークライト(株)製、EMEC3)を用いて、離型時荷重評価用金型で成形品を3回成形し、前記金型の表面の離型剤成分を取り除いた後、各実施例および比較例で得られた離型回復用エポキシ樹脂成形材料で3回成形した後、金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間2分で評価用材料を連続的にトランスファー成形し、製品抜き出し時の離型荷重を測定した。離型荷重は、上型・中型・下型とからなる離型時荷重評価用金型を用いて成形し、成形後に中型に付着した直径14.5mmで1.5mm厚の円形の成形品に、中型の上部の穴からプッシュブルゲージを当て、成形品を突き出した際にかかる荷重とした。評価用材料を200ショット成形し、離型荷重のショットごとの変化を測定した。このとき荷重が80MPa以上となったときのショット数を結果に記載した。200<は、200ショット以上を意味し、200ショット後においても荷重が80MPa以下であることを表現したものである。判定基準は、150ショット未満を不合格、150ショット以上を合格とした。
離型回復用エポキシ樹脂成形材料の使用直後に、成形した評価用材料の成形品表面の油浮きと汚れを目視で確認した。製品表面に油浮きまたは汚れが発生したものは×、油浮き及び汚れがないものは○とした。
また、実施例1〜3、5〜6は、離型回復持続性にも優れていることが示された。
また、実施例1〜3、5〜6は、成形品の外観等においても不良の発生が無いことが確認された。
Claims (3)
- 半導体封止用金型の離型性を回復するために用いるエポキシ樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、硬化剤と、一般式(1)で示されるポリカプロラクトン基を有するポリシロキサン化合物とを含み、かつ前記ポリシロキサン化合物が前記エポキシ樹脂組成物全体の0.8重量%以上、10重量%以下であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
- さらに、無機充填材を含むものである請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
- さらに、硬化促進剤を含むものである請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物。
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