JPH02135220A - 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、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
ン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、成形材料の耐弧
ｆＪｉ　Ｔｌ性は向上するものの、成形時にしみ出し、
ハリ　（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があった。

（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達成しうろことを見い
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土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および（（Ｄ）カ
ルボキシル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Ａ、ビ
スフェノールＢ１ビスフェノールＦ、ビスフェノール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５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ボキノ樹脂、ジアミンノフェニ
ルメタン、イソン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ンジルアミン型エ
ボキソ樹脂、オレフィン結合を過酢酸などの過酸で酸化
して１蓮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、キソレノル、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接触下で縮合反
応させて得られるノボラ・ツ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、華独または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〜ｌ、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、Ｒ
−ｏ＋単位の繰り返しによりなる高分子化合物であり、
Ｒはメチレン基またはポリメチレン隻およびその誘導体
である。本発明の主目的である耐熱衝撃性および成形性
（成形時のしみ出し）に対しては特に−飲代 ％式％ （ただしａ、ｂはＯ≦ａ　／　ｂ≦２の関係を有する整
数）で示される構造が好適であり、分子量としでは４０
０〜４０００が好適である。その理由としてはａ　／　
ｂが０．２未満ではベース樹脂であるエポキシ基数との
相溶性が悪くなり、２を越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。また分子量が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、４０００を越える
と相溶性や成形時の流動性に支障の生ずることがある。

本発明に用いられる（Ｄ）成分は一般式で示すようなシ
リコーン重合体である。

ここでＲ，は（Ｃ）成分と同様な構造を有するポリアル
キレンエーテル基であり、Ｒ２は−Ｒ’−Ｃ００＋１（
Ｒ″は＋Ｃ１＋□すなどの低級アルキレン基）などのカ
ルボキシル基である。Ｒ３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なくてもよい。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１０〜６０ｆｆｉ量％が好ましいが、特に限定
するものではない。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くなる。

またＲ２のカルボキシル基の比率についても特に限定す
るものではないが、（Ｄ）成分のシリコーン重合体のカ
ルボキシル基当量として１０００〜１００００の範囲が
通しており、さらに好ましくは１５００〜３０００の範
囲である。カルボキシル基が上記の範囲外では耐熱衝撃
性に対し効果が少ない。

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’Ｉ　／　（（Ａ）成分＋（Ｂ
）成分）が重量比で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。

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に（Ａ）成分、（Ｃ）成分お
よび（Ｄ）成分をあらかじめエポキシ基とカルボキシル
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。

かかる硬化促進剤としては、例えばｌ、　　８−ジアザ
−ビシクロ（５，４，Ｏ）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、ジフェニルホスフィン、フォルステイトなどの有機
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。

（Ａ）成分、（Ｃ）成分および（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、無溶剤下ま
たは適切な溶剤を用いて、１２０°Ｃ〜１８０℃、１〜
ＩＯ時間の範囲が好ましい。

この条件下で（Ｄ）成分のカルボキシル基と（Ａ）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
高繊維、ガラス繊維などを１種類以上配合することがで
きる。無殿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、本発明の電子部品材土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
キシソラン、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ｈ１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）のフェノール性水酸基を有する化合物
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）のカルボキシル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 基の作用によりベース樹脂中に微細に分散し、かたくて
跪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、本発明においては可撓剤として（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ずろが、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２　２　０、軟化点７８℃のクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂　８０重廿部、エポキン当１？
ｔ３７５、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、水酸基当
量１０６、軟化点８３°Ｃのフェノールホルムアルデヒ
ドノボラノク樹脂　４４７１１１部、トリフェニルホス
フィン　１．５重着部、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、Ｔ−グリシドキンプロビルトリメトキソシラン
　３重里部、石英ガラス粉　４００重γ部および可撓剤
としてエチレンオキシドとボリフ゛口ビレフオキシド（
■）（モル比１：１、分子量２０００）５重量部と、エ
チレンオキシドとポリプロピレンオキシドの共重合体（
モル比１：１、分子量２５００）と、カルボキシル基を
それぞれ側鎖にをするポリジメチルシロキサン（■）（
ポリエーテル分３５重量％、カルボキシル ０重量部を配合し、１０インチ径の加熱ロールをし使用
して、混練温度８０〜９０℃、混練時間７〜ｌＯ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のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂　８０
重量部と、可撓剤として前記共重合体（１）５Ｍ量部お
よびポリジメチルシロキサン（ＩＩ）１０重量部を予め
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
作成した。

実施例３ 実施例Ｉの可撓剤として用いた共重合体（１）を分子量
２０００のポリプロピレンオキシド重合体（■）５重量
部に変更し、ジメチルシロキサン重合体（Ｉｔ）をポリ
プロピレンオキソド重合体（分子１２０００）とカルボ
キシル基をそれぞれ側鎖に有するポリエーテル分３０重
量９４、カルボキシル基当１２５００のシリコーン重合
体（■）に変更した以外は実施例１と同様にして成形材
料を作成した。

実施例４ 実施例３のクレゾールノボラック型エボギシ樹脂　８０
重量部とプロピレンオキンド重合体（Ｉ［１）　５重量
部およびシリコーン重合体（ＴＶ）１０重量部をトリフ
ェニルホスフィン　１．０重量部とともにトルエン？８
液中で６時間リフラックスした後、トルエンを減圧除去
して使用した以外は実施例３と同様にして成形材料を作
成した。

を１５重量部使用して実施例１と同様に作成した。

比較例３ 比較例１に、実施例３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。

以下余白 比較例１ 実施例１の可撓剤（１）および（ＩＩ）を除いた以外は
実施例１と同様に作成した。

比較例２ 比較例１に、実施例Ｉに使用した可１ｇＨｉ　（１）こ
の結果、実施例１〜４で得られた成形材料は可撓剤を用
いない比較例１に比べ、耐熱衝撃性が格段に向上し、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 (3)

【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）ポリアルキレンエーテル化合物および（Ｄ）カル
   ボキシル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. ２．（Ａ）成分、（Ｃ）成分および（Ｄ）成分を予めエ
   ポキシ基とカルボキシル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１に記
   載の電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料。
3. ３．（Ｃ）成分および（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≦ａ／ｂ≦２の関係を有する整数）
   で示される構造を骨格とする請求項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。