JP6562092B2 - 電子部品封止用エポキシ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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Description
(A)エポキシ樹脂。
(B)硬化剤。
(C)硬化促進剤。
(D)無機質充填剤。
(E)没食子酸。
(F)シリコーン系化合物。
上記エポキシ樹脂(A成分)としては、特に限定されるものではなく、例えば、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、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、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂等、各種エポキシ樹脂を用いることができる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。そして、これらエポキシ樹脂の中でも、融点または軟化点が室温を超えていることが好ましい。上記各種エポキシ樹脂の中でも、パワーデバイス用途に用いる場合は、175℃以上のガラス転移温度(Tg)を有することが好ましく、例えば、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等を用いることが好ましい。また、ボールグリッドアレイ(BGA)用途に用いる場合は、低粘度、低吸水性が必要な特性であることから、ビフェニル型エポキシ樹脂等を用いることが好ましい。
上記エポキシ樹脂(A成分)とともに用いられる硬化剤(B成分)は、上記エポキシ樹脂(A成分)を硬化させる作用を有するものであり、例えば、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、トリフェノールメタン型フェノール樹脂等の多官能フェノール樹脂等、各種フェノール樹脂を用いることができる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。上記各種フェノール樹脂の中でも、パワーデバイス用途に用いる場合は、175℃以上のガラス転移温度(Tg)を有することが好ましく、例えば、トリフェノールメタン型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂等を用いることが好ましい。
上記A成分およびB成分とともに用いられる硬化促進剤(C成分)としては、具体的には、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレートやトリフェニルホスフィン等の有機リン系化合物、2−メチルイミダゾールやフェニルイミダゾール等のイミダゾール系化合物、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノネン−5等の三級アミン系化合物等の化合物があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、硬化性,接着性を考慮した場合、イミダゾール系化合物の硬化促進剤が好ましく用いられる。
上記A〜C成分とともに用いられる無機質充填剤(D成分)としては、例えば、石英ガラス、タルク、シリカ粉末(溶融シリカ粉末や結晶性シリカ粉末等)、アルミナ粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化珪素粉末等があげられる。これら無機質充填剤は、破砕状、球状、あるいは摩砕処理したもの等いずれのものでも使用可能である。そして、これら無機質充填剤は単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、得られる硬化物の線膨張係数を低減できるという点から上記シリカ粉末を用いることが好ましく、上記シリカ粉末の中でも溶融シリカ粉末を用いることが、高充填性、高流動性という点から特に好ましい。上記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あげられるが、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好ましい。
上記A〜D成分とともに用いられる没食子酸(E成分)は、封止樹脂であるエポキシ樹脂組成物硬化体を、例えば、アルミニウム製リードフレームやその表面が無電解ニッケルメッキ処理されたリードフレームに強固に接着させるために重要な作用を示す成分である。なお、上記E成分である没食子酸と同様の、カルボン酸およびその誘導体(E′成分、カルボン酸誘導体としてエステル類を除く)としては、例えば、脂肪族あるいは芳香族の、モノカルボン酸、ジカルボン酸、トリカルボン酸およびこれらの無水物等があげられる。また、ヒドロキシ酸、ケト酸等や、アミノ基、ニトロ基等、他の官能基を有するカルボン酸も含まれる。具体的には、没食子酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、5−ヒドロキシイソフタル酸、2−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、2−ヒドロキシテレフタル酸、N−(2−ヒドロキシエチル)イミノ二酢酸、2−〔ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ〕酢酸、無水トリメリット酸、シュウ酸、マレイン酸等があげられる。
また、本発明においては、上記A〜E成分とともに、シリコーン系化合物(F成分)が用いられる。このシリコーン系化合物(F成分)はいわゆる低応力化剤としての作用を奏するものであり、かつ上記没食子酸(E成分)との併用による接着性のさらなる向上効果が実現する。
さらに、本発明の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物には、前記A〜E成分およびシリコーン系化合物(F成分)以外に、必要に応じて、離型剤、上記シリコーン系化合物(F成分)以外の低応力化剤、難燃剤、顔料、カップリング剤等の他の添加剤を適宜配合することができる。これら添加剤の配合量は、本発明の効果を阻害しない範囲内にて適宜に設定される。
このようにして得られるエポキシ樹脂組成物を用いての半導体素子の封止方法は、特に制限するものではなく、通常のトランスファー成形等の公知のモールド方法により行うことができ、電子部品装置化することができる。このようにして得られる電子部品装置としては、ICやLSI、パワーデバイス等の電子部品装置等があげられる。
トリフェノールメタン型エポキシ樹脂(エポキシ当量169、融点60℃)
フェノールノボラック樹脂(水酸基当量105、融点83℃)
1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕ノネン−5
2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール
溶融球状シリカ粉末(平均粒径30.4μm)
無水トリメリット酸
没食子酸
5−ヒドロキシイソフタル酸
〔ヒドロキシ酸e4(E′成分)〕
2−ヒドロキシ安息香酸
〔ヒドロキシ酸e5(E′成分)〕
3−ヒドロキシ安息香酸
〔ヒドロキシ酸e6(E′成分)〕
4−ヒドロキシ安息香酸
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2,4−ジヒドロキシ安息香酸
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2,5−ジヒドロキシ安息香酸
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2,6−ジヒドロキシ安息香酸
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〔ヒドロキシ酸e11(E′成分)〕
3,5−ジヒドロキシ安息香酸
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酒石酸
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クエン酸
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リンゴ酸
〔ヒドロキシ酸e15(E′成分)〕
N−(2−ヒドロキシエチル)イミノ二酢酸
〔ヒドロキシ酸e16(E′成分)〕
N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)グリシン
没食子酸メチル
〔カルボン酸誘導体e18(比較例用E′成分)〕
没食子酸エチル
〔カルボン酸誘導体e19(比較例用E′成分)〕
没食子酸プロピル
アルキレン基含有オルガノポリシロキサン(東レ・ダウコーニングシリコーン社製、品番SF8421EG)
カルナバワックス
酸化ポリエチレンワックス(酸価17)
カーボンブラック
水酸化アルミニウム
3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
後記の表1〜表5に示す各成分を同表に示す割合で常温にて配合し、80〜120℃に加熱したロール混練機にかけて溶融混練(5分間)した。つぎに、この溶融物を冷却した後、固体状になったものを粉末状に粉砕した。これにより得られた粉末をタブレット状に打錠成形することによりエポキシ樹脂組成物を作製した。
電解ニッケルメッキ処理されたリードフレーム(電解ニッケルメッキ)、無電解ニッケルメッキ処理されたリードフレーム(無電解ニッケルメッキ)およびアルミニウム(A6063)製リードフレーム(アルミニウム)をそれぞれ準備し、約8mm×8mm角の大きさに切断して各チップを作製した。そして、上記切断したチップを専用の金型に挟み、このチップ上に、底面積10mm2×高さ3mmの円錐台状の封止用樹脂(タブレット)をプレス機(東邦インターナショナル社製、TF15)にて成型することにより接着力試験片を作製した。成形条件は、175℃×120秒、型締め圧1962MPa、トランスファー圧686.7MPaとした。さらに、この試験片を175℃で5時間加熱して後硬化を行なった。その後、Dage4000(Dage社製)によりチップに対する封止用樹脂の剪断接着力を測定した。一回の成形および測定に、6個の試験片を作製して測定し、その平均値を剪断接着力とした。なお、剪断接着力を測定する際、測定台の温度は25℃とした。
吸水性を測定,評価するにあたり、封止用樹脂(タブレット)を用いてプレス機(東邦インターナショナル社製、TF15)にて直径5cm×厚み1mmの円板を成形することにより吸水性試験片を作製した。成形条件は、175℃×120秒、型締め圧1962MPa、トランスファー圧686.7MPaとした。さらに、この試験片を175℃で5時間加熱して後硬化を行なった。その後、作製した試験片を105℃の乾燥機にて1時間乾燥させた後、常温(25℃)に戻った時点の重量を測定した。ついで、温度121℃,湿度100%の条件にて48時間吸水させた後の重量を測定し、これら吸水前後の測定値から吸水率を算出した。
Claims (3)
- 表面が電解ニッケルメッキ処理もしくは無電解ニッケルメッキ処理されたリードフレーム、またはアルミニウム製リードフレームを備えた電子部品の封止用に用いられるエポキシ樹脂組成物であって、下記の(A)〜(D)成分とともに、下記の(E)成分および(F)成分を含有し、下記(E)成分の含有量が、(A)成分,(B)成分および(C)成分の合計量に対して0.18〜21.0重量%であり、下記(F)成分の含有量が、(A)成分,(B)成分および(C)成分の合計量に対して1.0〜20.0重量%であ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。
(A)エポキシ樹脂。
(B)硬化剤。
(C)硬化促進剤。
(D)無機質充填剤。
(E)没食子酸。
(F)シリコーン系化合物。 - (C)成分がイミダゾール系化合物である請求項1記載の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1または2に記載の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、電子部品を樹脂封止してなる電子部品装置。
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