JPH01146948A

JPH01146948A - 封止用樹脂組成物

Info

Publication number: JPH01146948A
Application number: JP30508887A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kokubo; 小久保　正典
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1989-06-08
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH0747681B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、低応力で成形性、耐湿性、温寒サイクル性に
優れた電子・電気部品等に用いる封止用樹脂組成物に関
する。

（従来技術）従来から、ダイオード、トランジスタ、集積回路などの
電子・電気部品は熱硬化性樹脂を用いて封止する方法が
行われてきた。　この樹脂封止は、ガラス、金属、セラ
ミックスを用いたハーメチックシール方式に比較して経
済的に有利なために広く実用化されてきた。　封止用樹
脂としては、熱硬化性樹脂が用いられ、中でもエポキシ
樹脂が最も一般的に用いられている。　エポキシ樹脂に
は、酸無水物、芳香族アミン、ノボラック型フェノール
樹脂等の硬化剤が用いられている。　これらの中でもノ
ボラック型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂
は、他の硬化剤を使用したものに比べて、成形性、耐湿
性に優れ、毒性がなく、かつ安価であるため半導体封止
材料として広く用いられている。

しかし、近年、半導体集積回路の分野において、素子の
高集積化、ベレットの大形化が進み、これまでのノボラ
ック型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂では
、成形硬化時に収縮して半導体素子に応力がかかり、そ
の信頼性に劣るという欠点がある。　こうした樹脂を使
用した成形品（封止品）の温寒サイクルテストを行うと
、ボンディングワイヤのオープンや、樹脂クラック、ベ
レットクラックが発生し、電子部品としての機能が果せ
なくなるという欠点がある。

低応力で、耐湿性、温寒サイクル性に優れた封止用樹脂
を得る方法として、イ、線膨脹係数を小さくする、口１
弾性率を小さくすることにより、熱応力を低減する方法
が検討されている。　イの場合には、充填剤の量を増加
させるため樹脂の流動性が低下し、成形性が悪く、さら
には弾性率が大きくなる欠点がある。　また、口の場合
にはゴム変性エポキシ樹脂、ゴム変性剤を使用するが、
封止樹脂の強度低下やガラス転移温度が低下するという
欠点がある。　イと口をバランスよく組み合わせること
によっである程度のレベル迄熱応力を下げることができ
るが、なお成形性、特に流動特性が損なわれるという欠
点があった。

（ｉ明が解決しようとする問題点）本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもので
、低応力で成形性、耐湿性、温寒サイクル性に優れ、か
つ従来のエポキシ樹脂の利点を保持した信頼性の高い封
止用Ｖ！Ｊ脂組成物を提供しようとするものでである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明者は、上記の目的を達成しようと銅意研究を重ね
た結果、チタン珪酸ガラスを配合することによって、低
応力で、成形性、耐湿性、温寒サイクル性に優れた樹脂
組成物が得られることを見いだし、本発明を完成したも
のである。

すなわち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共
重合樹脂および（Ｄ）チタン珪酸ガラスを必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して前記（Ｃ）
のメチルメチクリレート・ブタジェン・スチレン共重合
樹脂を０．１〜１０重量％、また前記（Ｄ）のチタン珪
酸ガラスを２５〜９０重量％の割合で含有することを特
徴とする封止用樹脂組成物であり、またエポキシ樹脂の
エポキシ基（ａ）とノボラック型フェノール樹脂のフェ
ノール性水酸基（ｂ）との当量比［（ａ）／（ｂ）］が
０．１〜１０の範囲内にあるものである。

本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、その分子
中にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物である限
り、分子Ｓ造、分子量など特に制限はなく、一般に封止
用材料として使用されているものを広く包含することが
できる。　例えばビスフェノール型の芳香族系、シクロ
ヘキサン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示さ
れるエポキシノボラック系等の樹脂が挙げられる。

（但し、式中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子又はアル
キル基を、Ｒ２は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以
上の整数を表す）、　これらのエポキシ樹脂は単独もし
くは２種以上の混合系として用いられる。

本発明に用いる＜８）ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類とホルムアルデヒドあるいはバラホルムアルデヒドと
を反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂、お
よびこれらの変性樹脂、例えばエポキシ化もくはブチル
化ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは
単独らしくは２種以上の混合系として用いられる。　ノ
ボラック型フェノール樹脂の配合割合は、前述した（Ａ
）のエポキシ樹脂のエポキシ基（ａ　）と（Ｂ）のノボ
ラック型フェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ　）
との当量比［（ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲内
にあることが望ましい、　当量比が０．１未満もしくは
１０を超える仁、耐湿性、成形作業性および硬化物の電
気特性が悪くなり、いずれの場合も好ましくない、　従
って、上記の範囲内に限定するのがよい。

本発明に用いる（Ｃ）メチルメタクリレート・ブタジエ
ン・スチレン共重合樹脂としては、ブタジェン組成比率
が７０重量％以下、メチルメタクリレートの組成比率が
１５重量％以上のものが好ましく、この範囲外の組成比
率では封止品の外観が損なわれ好ましくない、　メチル
メタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂の配
合割合は、樹脂組成物に対して０．１〜１０重量％の割
合で含有することが望ましい。　その割合が０．１重量
％未満では低応力、温寒サイクルに耐えうる効果はなく
、また１０重量％を超えると低応力、成形性が悪くなり
実用に適さない。

本発明に用いる（Ｄ）チタン珪酸ガラスとしては、線膨
脹係数が通常の低線膨張係数である石英ガラスの１／１
０程度のもので、平均粒径２０μｍ、最大粒径１００μ
ｌの充填剤が好ましい。　チタン珪酸ガラスの配合割合
は、樹脂組成物に対して２５〜９０重量％の割合で含有
することが望ましい。

その割合が２５重量％未満では封止樹脂としての熱膨脹
係数が小さくならず、通常の石英ガラスとあまり変らず
好ましくない、　また９０重量％を超えると成形性とく
に流動性が低下し、好ましくない。

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型フェノール樹脂、メチルメタクリレート・ブタジエ
ン・スチレン共重合樹脂およびチタン珪酸ガラスを必須
成分とするが、本発明の目的が損なわれない限り必要に
応じて、例えば天然ワックス類１合成ワックス類、直鎖
脂肪酸の金属塩、酸アミド類、エステル類、パラフィン
類などの離型剤、塩素化パラフィン、ブロムトルエン２
ヘキサブロムベンゼン、二酸化アンチモンなどの難燃剤
、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シランカッ
プリング剤、種々の硬化促進剤等を適宜添加配合するこ
とができる。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として製造する場
合の一般的な方法は、エポキシ樹脂、ノボラック型フェ
ノール樹脂、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチ
レン共重合樹脂、チタン珪酸ガラス、その他の成分を所
定の組成比に選んだ原料組成分を、ミキサー等によって
十分均一に混合しな後、更に熱ロールによる溶融混合処
理、またはニーダ等による混合処理を行い、次いで冷却
固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料を製造する
。　こうして得られた成形材料は、電子部品或いは電気
部品の封止、被覆、絶縁等に適用することができる。

（作用）本発明の封止用樹脂組成物は、メチルメタクリレート・
ブタジエン・スチレン共重合樹脂およびチタン珪酸ガラ
スの配合が特性に重要な役割を果している。　メチルメ
タクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を配合
することによって、樹脂組成物に柔軟性を付与し、応力
を緩和し、低応力を付与させることができる。　また、
チタン珪酸ガラスは、通常の石英ガラス等に比べて、流
動性を損なうことなく、熱膨脹係数を少なく、弾性率を
低くすることができる。　エポキシ樹脂をノボラック型
フェノール樹脂で硬化させ、この樹脂本来の特性を保持
させることができる。

（実施例）次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発
明は、以下の実施例に限定されるものではない。　以下
の実施例および比敦例において「％」とは「重量％」を
意味する。

実施例クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当ｉ　２
１５）　１６％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェ
ノール当量１０７）　　８％、メチルメタクリレート・
ブタジエン・スチレン共重合樹脂３％およびチタン珪酸
ガラス７３％を配合し、常温で混合、更に９０〜９５℃
で混練して冷却した後、粉砕Ｌ　テ成形材料を製造した
。　この成形材料を１７０”Ｃニ、ｌＩ［ｌ熱した金型
内にトランスファー注入し、硬化させて成形品（封止品
〉をつくった。　成形材料および封止品について、応力
、耐湿性、湿害サイクル、スパイラルフローその池の特
性を試験したので、その結果を第１表に示した。　本発
明の顕著な効果が認められた。

比較例タレゾールノホラックエボキシ樹脂（エポキシ当ＪＪ、
　２ｉ５）　１６％にノボラック型フェノール樹脂（フ
ェノール当量１０７）　　８％およびシリカ粉末７６％
を実綿例と同様に混合、混練、粉砕して成形材料を製造
しな。　この成形材料を用いて成形品とし、実方拒例と
同様にして緒特性を試験しな、　その結果を第１表に示
した。

第１表（単位）ネ１　：クラック数は、３０ｘ　２５ｘ　５ｎｍの成形
品の底面に２５　ｘ　２５　ｘ　３ｎｎの銅板を埋め込
み、−４０℃と±２００℃の恒温槽に各３０分間ずつ入
れ、３Ｇサイクル繰り返した後の樹脂クラックを調査し
た。

＊２　：成形材料を用いて、２本のアルミニウム配線を
有する電気部品を１７０℃で３分間トランスファー成形
し、その後１８０℃で８時間硬化させた。　こうして得
た封止電気部品１００個について、１２０℃の高圧水蒸
気中で耐湿試験を行い、アルミニウム腐食による５０％
断線（不良発生）の起こる時間を評価した。

ネ３：ＤＩＰｉ６ピンリードフレームのアイランド部に
市販のストレインゲージを接着し、１８０°Ｃで８時間
硬化させた後の歪を測定した。

［発明の効果］以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物は、低応力で、成形性、耐湿性、温寒
サイクル性に優れ、熱応力を小さく、またエポキシ樹脂
の利点を保持しているため、ボンディングワイヤのオー
プンや樹脂クラック、ペレットクラックの発生がなく、
かつ硬化時の収縮による応力も低いので、この組成物を
使用することにより信頼性の高い電子・電気部品を得る
ことができる。

特許出願人　東芝ケミカル株式会社代理人　　　弁理士　諸１）英二、１１５．．偏−゛−
、、Ｅ−マ、ン一′

Claims

【特許請求の範囲】１　（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂および（Ｄ）チタン珪酸ガラスを必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して前記（Ｃ）
のメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合
樹脂を０．１〜１０重量％、また前記（Ｄ）のチタン珪
酸ガラスを２５〜９０重量％の割合で含有することを特
徴とする封止用樹脂組成物。２　エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ）とノボラック型フ
ェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）との当量比［
（ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲内にある特許請
求の範囲第１項記載の封止用樹脂組成物。