JPH01272620A

JPH01272620A - 電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料

Info

Publication number: JPH01272620A
Application number: JP10196688A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Hagiwara; 伸介萩原; Hiroyuki Kuritani; 弘之栗谷; Shigeo Asai; 浅井　茂雄; Fumio Furusawa; 文夫古沢; Shigeki Ichimura; 茂樹市村
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1988-04-25
Filing date: 1988-04-25
Publication date: 1989-10-31
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPH06841B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料に関し、
さらに詳しくは、耐熱衝撃性、耐熱性、成形性に優れた
電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、コイル、コンデンサ、トランジスタ、ＩＣなどの
電子部品封止用としては、エポキシ樹脂成形材料が広く
用いられている。この理由としては、エポキシ樹脂が電
気特性、耐熱性、機械強度、コンサートとの接着性など
の緒特性にバランスがとれているためである。

しかし、電子部品のパッケージは、ＩＣに代表されるよ
うに、小形、薄形化の傾向にあり、冷熱サイクル時にパ
ッケージがクランクするという問題が生じる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はかかる欠点を解決するために為されたものであ
り、耐熱衝撃性、耐熱性が良好で、かつ成形性にも優れ
た電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料を提供しようと
するものである。

エポキシ樹脂成形材料の耐熱衝撃性を改善するものとし
てエポキシ樹脂系をシリコーン重合体で改質する方法が
ある。一般にシリコーン重合体はエポキシ樹脂系に非相
溶であり、エポキシ樹脂中に微粒子で分散する構造を形
成し、耐熱衝撃性を向上する効果がある。しかし、シリ
コーン重合体は非相溶であるために、成形材料の耐熱衝
撃性は向上するものの、成形時にしみ出し、パリ（金型
クリアランスからのしみ出し）や成形品外観の悪化を引
き起こすという欠点を有し、この欠点を解決することが
望まれていた。

〔課題を解決するための手段〕本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討を重
ねた結果、エポキシ樹脂系に特定の化合物を組み合わせ
て配合することにより上記の目的を達成しうろことを見
出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の電子部品用エポキシ樹脂成形材料は（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキ
シ樹脂、（Ｂ）１分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有す
る化合物、（Ｃ）ポリアルキレンエーテル化合物及び（Ｄ）エポキ
シ基及びポリアルキレンエーテル基を有するシリコーン
重合体を必須成分としてなることを特徴とする。

本発明において用いられる（Ａ）成分の１分子中に２個
以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、電子
部品封止用エポキシ樹脂成形材料で一般に使用されてい
るものであれば制限はな（、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹
脂をはじめとするフェノール類とアルデヒド類のノボラ
ック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールＡ１ビ
スフエノールＢ、ビスフェノールＦ１ビスフエノールＳ
などのジグリシジルエーテル、フタル酸ダイマー酸など
の多塩基酸とエピクロルヒドリンの反応により得られる
グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニ
ルメタン、イソシアヌル酸などのポリアミンとエピクロ
ルヒドリンの反応により得られるグリシジルアミン型エ
ポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸などの過酸で酸化
して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、及び脂環族エポ
キシ樹脂などがあり、これらを適宜何種類でも併用する
ことができる。

本発明において用いられる（Ｂ）成分の１分子中に２個
以上のフェノール性水酸基を有する化合物としては、フ
ェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カ
テコール、ビスフェノールＡ１ビスフエノールＦなどの
フェノール類とホルムアルデヒドとを酸性触媒下で縮合
反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂、ビス
フェノールＡ１ビスフエノールＦ１ポリパラビニルフエ
ノール樹脂、レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン
などの多価フェノールなどがあり、単独又は２種類以上
併用しでもよい、また、（Ａ）のエポキシ樹脂との当量
比（（Ｂ）の水酸基数／（Ａ）のエポキシ基数）は、特
に限定はされないが、０．７〜１．３が好ましい。

本発明において用いられる（Ｃ）成分は一般に（−Ｒ−
０−）単位の繰り返しにより成る高分子化合物であり、
Ｒはメチレン基又はポリメチレン基及びその誘導体であ
る０本発明の主目的である耐熱衝撃性及び成形性（成形
時のしみ出し）に対して特に一般式％式％（ただし、ａ、ｂは０．２≦ａ　／　ｂ≦５の関係を有
する数である）で示す構造が好適であり、分子量として
は４００〜４０００が好適である。この理由としてａ　
／　ｂは０．２以下でベース樹脂であるエポキシ樹脂と
の相溶性が悪くなり、５以上ではエチレンオキシド成分
の親水性のため耐湿性が低下することがあるためである
。また、分子量については４００以下では耐熱衝撃性、
耐湿性に対し効果が少ないが、又は低下し、分子量４０
００以上では相溶性や成形時の流動性に支障の生じるこ
とがある。

本発明において用いられる（Ｄ）成分は一般式で示す構造などが揚げられる。ここでＲ８は（Ｃ）成分
と同様な構造を有するポリアルキレンエーテ（Ｒ’　、
　Ｒ’は＋ＣＨｚ→了などのアルキレン基）などのエポ
キシ基であるｅ　Ｒ１のポリアルキレンエーテル基は前
出の（Ｃ）成分と同じ条件を満たす構造が望ましいが、
必ずしも同一構造である必要はない。Ｒ，のポリアルキ
レンエーテル基の比率は（Ｄ）成分のシリコーン重合体
に対し、１０〜６０重量％が好ましいが、特に限定する
ものではない。この理由としては１０重量％未満ではベ
ース樹脂との相溶性が悪く、成形時にしみ出し等の問題
が発生しやすく、６０重量％を超えるとポリエーテル基
の親水性により耐湿性が低下しやすいためである。また
。Ｒｔのエポキシ基の比率も特に限定するものではない
が、（Ｄ）成分のシリコーン重合体のエポキシ当量とし
て１０００〜１００００の範囲が好適であり、さらに好
ましくは１５００〜３０００の範囲である。

この理由としてはエポキシ当量１０００未満及び１００
００を超えると耐熱衝撃性に効果が少ないためである。

ここで（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分の配合比（重量）であ
るが、（（Ｃ）成分＋（Ｄ）成分）／（（Ａ）成分＋（
Ｂ）成分）が０．０２〜０．２の範囲が好適であり、（
Ｃ）成分／（Ｄ）成分は２〜０．２範囲が好ましいが、
特に限定するものではない。本発明の特徴体（Ｃ）成分
と（Ｄ）成分の両者を必須成分とするところにあり、両
者を単独で使用した場合に比べ、両者を併用することで
、耐熱衝撃性が良好になり、成形重合体のしみ出しも発
生しなくなる。

さらに、本発明の効果を適切に発生させるために、（Ｂ
）成分、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分をあらかじめエポキ
シ基とフェノール性水酸基の反応を促進する硬化促進剤
の存在下で加熱混合することができる。この硬化促進剤
としては、例えば１゜８−ジアザ−ビシクロ（５，４，
０）ウンデセン−７、トリエチレンジアミン、ベンジル
ジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミ
ンエタノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノ
ールなどの三級アミン類、２−メチルイミダゾール、２
−フヱニルイミダゾール、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
ダゾール類、トリブチルホスフィン、メチルジフェニル
ホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホス
フェン、フェニルホスフィンなどの有機ホスフィン類、
テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、
トリフェニルホスフインンテトラフェニルボレート、２
−エチル−４−メチルイミダゾールテトラフェニルボレ
ート、Ｎ−メチルモルホリンテトラフヱニルボレートな
どのテトラフェニルボロン塩などがあり、適宜１種類又
は２種類以上を使用できる。なお、以上の硬化促進剤は
本発明の成形材料の硬化促進剤としても同様に使用でき
る。（Ｂ）成分、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分の加熱混合
の条件としては、特に限定するものではないが、無溶剤
下又は適当な溶剤を用いて、１２０°Ｃ〜１８０°Ｃ１
１時間から１０時間の範囲が好ましい。

この条件下でＣＢ）成分のフェノール性水酸基と（Ｄ）
成分のエポキシ基が有効に反応することが可能であり、
耐熱衝撃性向上効果も大きい。

また、本発明の電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、無機質充填剤として、溶融シリカ、結晶シリカ、ア
ルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、
炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素、ベリリア、マグネシ
ア、ジルコニア、フォルステライト、ステアタイト、ス
ピネル、ムライト、チタニアなどの粉体、及びチタン酸
カリウム、炭化珪素、窒化珪素、アルミナなどの単結晶
繊維、ガラス繊維などを１種類以上配合することができ
る。無機質充填剤の配合量としては、特に限定するもの
ではないが、４０〜７０容量％が好ましい。

また、本発明の電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、二酸化アンチモンなどの難燃剤、高級脂肪酸、高級
脂肪酸金属塩、エステル系フックスなどの離型剤、カー
ボンブラックなどの着色剤、エポキシシラン、アミノシ
ラン、ビニルシラン、アルキルシラン、有機チタネート
、アルミニウムアルコレートなどのカップリング剤を使
用することができる。

以上のような原材料を用いて成形材料を作製する一般的
な方法としては、所定の配合量の原材料混合物をミキサ
ー等によって充分混合した後、熱ロール、押出機等によ
って混練し、冷却、粉砕することによって、成形材料を
得ることができる。

本発明で得られる成形材料を用いて電子部品を封止する
方法としては、低圧トランスファ成形法が最も一般的で
あるが、インジエクシロン成形、圧縮成形、注型などの
方法によっても可能である。

〔作用〕

本発明により耐熱衝撃性、耐熱性、成形性に優れたエポ
キシ樹脂成形材料が得られる理由は、（Ａ）のエポキシ
樹脂及び（Ｂ）のフェノール性水酸機を有する化合物を
主とした樹脂系に（Ｃ）のポリアルキレンエーテル化合
物及び（Ｄ）のエポキシ基及びポリアルキレンエーテル
基を有するシリコーン化合物を可撓剤として使用したこ
とによると推察される。（Ｄ）成分のシリコーン化合物
は構造中にベース樹脂と非相溶なジメチルシロキサン骨
格と比較的相溶性の良いポリアルキレンエーテル基を有
しており、この相溶性基の作用によりベース樹脂中に微
細に分散し、かたくて脆いエポキシ樹脂を有効に改質し
ていると考えられる。

さらに、（Ｄ）成分の分散をより安定に保つために、（
Ｃ）成分のポリアルキレンエーテル化合物が有効に作用
していると考えられる。したがって、可撓剤として（Ｃ
）成分と（Ｄ）成分の両者を必須成分として使用するこ
とが要点となる。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を説明するが、本発明の範囲は
これらの実施例に限定されるものではない。

実施例１エポキシ当１ｔ２２０．軟化点７８℃のタレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂　８０重量部、エポキシ当量３７
５、軟化点８０”Ｃ，臭素含量４０重量％の臭素化ビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂２０重量部、水酸基当量１
０６、軟化点８３°Ｃのフェノールホルムアルデヒドノ
ボラック樹脂４４重量部、トリフェニルホスフィン１．
５重量部、カルナバワックス２重量部、二酸化アンチモ
ン８重量部、カーボンブラック１．５重量部、γ−グリ
シドキシプロビルトリメトキシシラン３重量部、石英ガ
ラス粉４００重量部、及び可撓剤としてエチレンオキシ
ドとプロピレンオキシドの共重合体（１）（モル比１：
１、分子量２０００）５重量部とエチレンオキシドとプ
ロピレンオキシドの共重合体（モル比１：１、分子量２
０００）とエポキシ基をそれぞれ側鎖基として有するポ
リエーテル分３５重量％エポキシ当量３０００のポリジ
メチルシロキサン（ｎ）１０重量部を配合し、１０イン
チ径の加熱ロールを使用して、混練温度８０〜９０°Ｃ
１混練時間７〜１０分の条件で混練した。

その後、期末式粉砕機を用いて粉砕し、エポキシ樹脂成
形材料を作製した。

実施例２実施例１のフェノールホルムアルデヒドノボラック樹脂
４４重量部と可撓剤として用いた共重合体（■）５重量
部及びポリジメチルシロキサン（ｎ）１０重量部をあら
かじめトリフェニルホスフィン０．５重量部とともに１
５０”Ｃ，３時間加熱混合して使用した以外は実施例Ｉ
と同様に作製した。

実施例３実施例１の可撓剤として共重合体（１）のモル比を１：
３、分子量を１０００に変えた共重合体（■）５重量部
と、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体
（モル比１：３、分子量１０００）とエポキシ基をそれ
ぞれ側鎖基として有する、ポリエーテル分３０重量％、
エポキシ当量２０００のポリジメチルシロキサン（ＩＶ
）１０重量部使用した以外は実施例１と同様に作製した
。

実施例４実施例３のフェノールホルムアルデヒドノボラック樹脂
４４重量部と可撓剤として用いた共重合体（■）５重量
部及びポリジメチルシロキサン（ＩＶ）１０重量部をあ
らかじめトリフェニルホスフィン０．５重量部とともに
１５０″Ｃ１３時間加熱混合して使用した以外が実施例
３と同様に作製した。

比較例１実施例１の可撓剤（１）及び（ＩＩ）を除いた以外は実
施例１と同様に作製した。

比較例２比較例１に実施例１に使用した可撓剤（１）を１５重量
部使用して実施例１と同様に作製した。

比較例３比較例１に実施例３に使用した可撓剤（ＩＶ）を１５重
量部使用して実施例１と同様に作製した。

表１に実施例及び比較例で得られた成形材料の特性を、
表２に特性評価法の詳細を示す。

この結果、実施例１〜４で得られた成形材料は可撓剤無
添加の比較例１と比べ、耐熱衝撃性が格段に向上し、成
形品外観、パリなど成形性も良好であり、耐熱性の指標
であるガラス転移温度の低下も少ない。これに対し、本
発明の（Ｃ）成分又は（Ｄ）成分を単独使用した比較例
２及び３はそれぞれ欠点がある。

したがって、実施例のごとく（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を
併用することで成形性、耐熱性が良好な耐熱衝撃性に優
れた成形材料が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によって得られる電子部品封止用エポキシ樹脂成
形材料を用いてＩＣ，ＬＳＩなどの電子部品を封止すれ
ば、実施例で示したように、樹脂に非相溶性の可撓剤を
使用した際に発生しやすい成形品外観の劣化など成形性
の問題点もなく、耐熱性、耐熱衝撃性の優れた製品を得
ることができ、その工業的価値は大である。

Claims

【特許請求の範囲】１、（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエ
ポキシ樹脂、（Ｂ）１分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有す
る化合物、（Ｃ）ポリアルキレンエーテル化合物及び（Ｄ）エポキシ基及びポリアルキレンエーテル基を有す
るシリコーン重合体を必須成分としてなることを特徴と
する電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料。２、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分をあらかじ
めエポキシ基とフェノール性水酸基の反応を促進する硬
化促進剤の存在下で加熱混合してなる請求項１記載の電
子部品封止用エポキシ樹脂成形材料。３、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分のポリアルキレンエーテ
ル基が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ただしａ、ｂは０．２≦ａ／ｂ≦５の関係を有する数
である。）で示される構造を骨格とする基である請求項
１又は２記載の電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料。