JPH01272624A

JPH01272624A - 電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料

Info

Publication number: JPH01272624A
Application number: JP10196988A
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

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、イ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
ッケージがクラッ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
た電子部品対土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ることを
見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の電子部品封止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）平均粒径５０μｍ以下の固形シリコーン重合体及
び、（Ｄ）ポリアルキレンエーテル基を有する液状シリコー
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く、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Ａ、ビスフェノール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
併用してもよい、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（Ｃ）の固形シリコーン重合体としては
ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサ
ン、ジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサンコポリ
マーなどポリオルガノシロキサンの高重合体があげられ
る。さらにこれらポリオルガノシロキサン重合体の架橋
物を用いてもよい、また、（Ｃ）の固形シリコーン重合
体は構造中にシラノール基、ヒドロキシ基、カルボキシ
基、ビニル基、アミノ基、メルカプト基、エポキシ基、
メトキシ基、エトキシ基などの官能基を有するものを用
いてもよい。

ＩＣなどの電子部品を成形する金型のゲートサイズは最
近ではパッケージの小型化、薄形化とともに小さくなり
、２００〜５００μｍ程度である。

そこで本発明の（Ｃ）の固形シリコーン重合体の粒径は
成形時に支障の無い様、十分小さい必要があり、平均粒
径５０μｍ以下が良く、最大粒径も′１００１！ｍ以下
が好ましい。シリコーン重合体微粉末の特性については
特に限定するものではないが、通常の成形温度１５０°
Ｃ〜１８０°Ｃで流動を起こさずに、粒径を維持するも
のが好ましい。また、低応力化、耐クラツク性に対して
は、シリコーン重合体の転移温度は室温以下が好ましい
。

（Ｃ）の固形シリコーン重合体の添加量としては（Ａ）
成分＋（Ｂ）成分の重量に対し、２〜２０％の比率が好
ましい。この理由としては、２％未満では目的の耐熱衝
撃性向上に効果が小さく、２０％を超えると成形時の流
動性を損なうことがあるためである。

本発明において（Ｄ）の液状シリコーン重合体は構造中
にポリアルキレンエーテル基を持つことが特徴である。

ポリアルキレンエーテル基は一般に千Ｒ−０÷の繰り返
し単位から成り、Ｒはメチレン基またはポリメチレン基
およびその誘導体である。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−数
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が０．２未満であると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を超えるとエチレンオキシ
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未満では耐熱衝
撃性、耐湿性に対し効果が少ないか、または低下し、分
子ｆｆ１４０００を超えると相溶性や成形時の流動性に
支障の生じることがある。また、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。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。

（Ｄ）の液状シリコーン重合体としてポリアルキレンエ
ーテル基以外の官能基を同時に有するものを用いてもよ
く、その官能基としてはシラノール基、ヒドロキシ基、
カルボキシ基、ビニル基、アミノ基、メルカプト基、エ
ポキシ基、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。

（Ｄ）の液状シリコーン重合体の添加量としては（Ａ）
成分＋（Ｂ）成分の重量に対し、２〜２０％の比率が好
ましい。この理由としては、２％未満では目的の耐熱衝
撃性向上に効果がなく、２０％を超えると成形時の流動
性を損なうことがあるためである。

本発明の特徴は（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、
成形時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（Ａ）成
分又は（Ｂ）成分の一部又は全部と、（Ｃ）成分及び（
Ｄ）成分をあらかじめ、加熱混合することができる。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室温〜１８０℃、１時
間〜１０時間の範囲が好ましい、この条件下でベース樹
脂を構成する（Ａ）成分又は（Ｂ）成分中に可撓剤であ
る（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分を有効に分散させることが
できる。特に（Ｃ）成分の分散に際しては（Ｄ）成分が
重要な役割を果たしていると考えられる。すなわち、（
Ｄ）成分はベース樹脂と相溶性のあるポリアルキレンエ
ーテル部分と、（Ｃ）成分の固形シリコーンと親和性の
あるシリコーン骨格を有するため、（Ｃ）成分の分散性
を良好にし、結果として優れた特性を発揮できる。

また、本発明の電子部品封止用エボシキ樹脂成形材料に
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シ樹脂成形材料には
、三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、エステル系ワ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、インジェクシッン成形、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、ＣＡ）のエポキシ
樹脂および（Ｂ）のフェノール性水酸基を有する化合物
を主としたベース樹脂系に（Ｃ）の固形シリコーン微粒
子と（Ｄ）のポリアルキレンエーテル基を有する液状シ
リコーンを可撓剤として使用したことによると推察され
る。

（Ｄ）成分はベース樹脂と相溶性のあるポリアルキレン
エーテル部分と、（Ｃ）成分の固形シリコーンと親和性
のあるシリコーン骨格を有するため、（Ｃ）成分の分散
性を良好にし、結果として優れた特性を発揮できる。従
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エポキシ当量２２０、軟化点７８°Ｃ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重景％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℃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、Ｔ−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、及び可視剤としてジメチルシロキサ
ン単位を主成分とし、エポキシ基を１゜５重量％有する
、平均粒径１２μｍのシリコーンゴム粉末（Ｉ）１０重
量部、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２０００）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５０重量％
、エポキシ当量３０００のポリジメチルシロキサン（■
）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°Ｃ１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シリコーンゴム粉末
（１）１０重量部と液状シリコーン重合体（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１５０°Ｃ，３時間加熱混合して使用した以外
は実施例１と同様に作製した。

実施例３実施例１のシリコーンゴム粉末ＣＩ）１０重量部をジメ
チルシロキサン単位を主成分とした平均粒径９μｍのシ
リコーンゴム粉末（１）１０重量部とした以外は実施例
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ンク樹脂
４４重量部と可撓剤として用いたシリコーンゴム粉末（
ＩＩＩ）１０重量部と液状シリコーン重合体（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１５０°Ｃ１３時間加熱混合して使用した以
外は実施例１と同様に作製した。

実施例５実施例１のシリコーンゴム粉末（１）１０重量部をＣＨ
３−３ｉ０３７１で示される構成単位を主成分とする平
均粒径５μｍのシリコーン重合体粉末（ＩＶ）１０重量
部とした以外は実施例１と同様に作製した。

実施例６実施例５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シリコーン重合体粉末
（ＩＶ）１０重量部と液状シリコーン重合体［■］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℃、３時間加熱混合して使用した以外
は実施例１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（Ｉ）を２０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（Ｉ［）を２０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１〜６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。

従って、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）平均粒径５０μｍ以下の固形シリコーン重合体及
び、（Ｄ）ポリアルキレンエーテル基を有する液状シリコー
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、（Ａ）成分又は（Ｂ）成分の一部又は全部、と（Ｃ
）成分及び（Ｄ）成分をあらかじめ、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。