JPH02135219A - 電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料 - Google Patents

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、■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する。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは上記の問題点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合せて
配合することにより上記の目的をし 達成とうることを見い出し、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）ポリプロピレンオキサイドおよび（Ｄ）プロピレ
ンオキサイドとシリコーン化合物のブロック共重合体、
またはグラフト共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存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、ジアミンノフヱニ
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、および脂環式エ
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、キシレノ一−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接触下で縮
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Ａ、ビスフェノールＦ、ポリパラビニルフ
ェノール樹脂、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、単独または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。

本発明において用いられる（Ｃ）成分は一般式式 Ｃ１１゜ イＣ１ｌ□−ＣＩ！　−０）−、ｌ で示され、分子量としては４００〜４０００が好適であ
る。この理由として分子量４００以下では耐熱衝撃性、
耐湿性に対し効果が少ないか、または低下し、成形時に
しみ出し等の問題も発生しやすい。また、分子量４００
０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。

本発明に用いられる（Ｄ）成分は一般式などが挙げられ
る。ここでＲ１は（Ｃ）成分と同様な構造を有するポリ
プロピレンオキサイド基であり、Ｒ”はメチル基または （Ｒ’、ＩＩ”は（Ｃｔｈ＋３などの低級アルキレン基
）などのエポキシ基である。Ｒ１のポリプロピレンオキ
サイド部分は（Ｃ）成分と同様に分子量４００〜４００
０が好適である。この理由は前出の（Ｃ）成分について
記述したものと同じである。Ｒ７は特に限定するもので
はないが、ベース樹脂との反応可能なエポキシ基である
ことが望ましい。また、Ｒ９の（Ｄ）成分全体に対する
比率は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％を越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。

ここで（Ｃ）成分および（Ｄ）成分の比率としては、（
（Ｃ）成分＋（Ｄ）成分）／　（（Ａ＞成分＋（Ｂ）成
分）が重量比０．０２〜０．２の範囲が好適である。こ
の比率が０．０２未満では耐熱衝撃性の向上効果が少な
く、０．２を越えるとガラス転移温度の低下が顕著にな
るためである。さらに、（Ｃ）成分／（Ｄ）成分は重量
比０．２〜１．０の範囲が好ましく、この範囲外では耐
熱衝撃性に対しくＣ）成分と（Ｄ）成分を併用すること
による相乗効果が発揮しにくくなるためである。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セるために（Ａ）成
分と（Ｂ）成分の一部もしくは全部と（Ｃ）成分と（Ｄ
）成分を予め加熱混合することができる。この結果、可
撓剤成分である（Ｃ）成分および（Ｄ）成分がベース樹
脂である（Ａ）成分あるいは（Ｂ）成分中に均一分散す
ることで、成形時のしみ出しを抑制し、耐熱衝撃性も向
上する。

特に（Ｄ）成分がエポキシ基を有する場合、（Ｂ）成分
、（Ｃ）成分および（Ｄ）成分を予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
加熱混合することで良好な結果が得られることを見い出
した。この場合、（Ｄ）成分のエポキシ当量としては１
０００〜１ｏｏｏｏの範囲が好適である。この理由とし
てはエポキシ当［１０００以下では加熱混合時に増粘あ
るいはゲル化が生じやすく、エポキシ当量１００００以
上ではエポキシ基導入による効果が発揮されないためで
ある。なお、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としては例えば１．８−ジアザ−ビ
ンクロ（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、ジメチルアミノエタノール、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−フェニルイミダゾール、２−フェニ
ル−４−メチルイミタソール、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
、ジフェニルホスフィン、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ィンテトラフェニ
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ェ
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種類または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。

また、加熱混合の条件としては特に限定するものではな
いが、無溶剤下または適切な溶剤を用いて、１２０℃〜
１８０℃、１〜１０時間の範囲が好ましい。特に（Ｄ）
成分がエポキシ基を有する場合、この条件下で（Ｂ）成
分のフェノール性水酸基と有効に反応することが可能で
あり、しみ出しの抑制および耐熱衝撃性向上の効果も大
きい。

また、本発明の電子部品対土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、結晶ソリ力、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、へりリア、マグネノ
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、チタニアなどの粉末、およびチタン
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１ｆｆｆｉ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、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、エステル系ワンク
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、成形材ネ４
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、インジェクション成形、圧縮成形、注型成形な
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
樹脂および（Ｂ）のフェノール性水９４を有する化合物
を主とした樹脂系に（Ｃ）のポリプロピレンオキサイド
及び（Ｄ）のプロピレンオキサイドとシリコーン化合物
のブロック共重合体またはグラフト共重合体を可ＩＮ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プロピ
レンオキサイド骨格を有しており、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、
ＣＤ）成分の分散をより安定に保つために、（Ｃ）成分
のポリプロピレンオキサイド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 エポキシ当量２２０、軟化点７８℃のクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂　８０重量部、エポキシ当量３７５
、軟化点８０℃、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ｉＩＩ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
ランク樹脂　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、三酸化アン
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重量部および可撓剤として分子
！！ｔ２０００のポリプロピレンオキサイド（■）５重
量部と、分子ｆｆ１２０００のポリプロピレンオキサイ
ドおよびエポキシ基を側鎖に有する重合度約１２０のポ
リジメチルシロキサン（■）　（但し、ポリプロピレン
オキサイド　３０重量部、エポキシ当ｆｆ１２６００）
１０重量部を配合し、１０インチ径の加熱コールをし使
用して、混練温度８０〜９０°Ｃ，混練時間７〜１０分
の条件で混練した。その後、朋来式粉砕機を用いて粉砕
し、エポキシ樹脂成形材料を作成した。

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ノク樹脂
　４４重量部と、可撓剤として用いたポリプロピレンオ
キサイド（Ｉ）４重量部およびポリジメチルシロキサン
（ｎ）１０重量部を予めトリフェニルホスフィン　０．
５重噴部とともに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。

実施例３ 実施例１の可撓剤として、分子９２０００のポリプロピ
レンオキサイド（Ｉ）５重量部と分量計２０００のポリ
プロピレンオキサイドを側鎖基として有する重合度杓１
００のポリジメチルソロキサン（■）（但しポリプロピ
レンオキサイド　４０重量部％）１０重量部を使用した
以外は実施例１と同様に作製した。

実施例３のフェノールホルムアルデヒドノボラソク樹脂
　４４重量部と、可撓剤として用いたポリプロピレンオ
キサイド（Ｄ）５重量部およびポリジメチルシロキサン
（ＩＩり１０重量部を予め、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。

比較例１ 実施例１の可撓剤（Ｄ）および（［１）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（＋）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１に使用した可撓剤（■）１５重量部
使用して実施例１と同様に作製した。

表１に実施例およ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。

表 この結果、実施例１〜４で得られた成形材ｔ４は可１皇
剤無添加の比較例１と比べ、耐熱衝撃性が格段向上し、
成形品外観、パリなど形成性も良好であり、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、
（Ｃ）成分または（Ｄ）成分を単独使用した比較例２お
よび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
使用した際に発止しゃ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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 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）ポリプロピレンオキサイドおよび （Ｄ）プロピレンオキサイドとシリコーン化合物のブロ
   ック共重合体、またはグラフ ト共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. ２．（Ｄ）成分のシリコーン化合物の重合体がジメチル
   シロキサン骨格からなることを特徴とする請求項１に記
   載の電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料。
3. ３．（Ａ）成分と（Ｂ）成分の一部もしくは全部と（Ｃ
   ）成分および（Ｄ）成分を予め加熱混合することを特徴
   とする請求項１に記載の電子部品封止用エポキシ樹脂成
   形材料。
4. ４．（Ｄ）成分のシリコーン化合物の重合体がさらにエ
   ポキシ基を有するものである請求項１または２に記載の
   電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料。
5. ５．（Ｂ）成分、（Ｃ）成分および（Ｄ）成分を予めエ
   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を特徴とする請求項４
   に記載の電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料。