JPH03106960A

JPH03106960A - エポキシ樹脂成形材料

Info

Publication number: JPH03106960A
Application number: JP24413889A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Hagiwara; 伸介萩原; Seiichi Akagi; 清一赤城; Shigeki Ichimura; 茂樹市村
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1991-05-07

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〕本発明は冷熱サイクル時にクラックが発生しにくい、耐
クラック性の優れたエポキシ樹脂或形材料に関するもの
で、とくに、素子サイズの大きなＬＳＩなどの電子部品
封止用エポキシ樹脂或形材料に関するものである。

２．（Ｃ）成分の熱可塑性樹脂がポリスチレンであり、
（Ｃ）或分中のシリコーン含有量が２０〜６０重量％で
ある請求項ｌに記載のエポキシ樹脂或形材料．〔従来の技術〕従来，コイル、コンデンサ、トランジスタ、■Ｃなど電
子部品封止用の分野で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，インサート品との接着性など
の諸特性にバランスが取れているためである。

〔発明が解決しようとする課題〕

エポキシ樹脂は上記の様な特長を有するが、その反面，
熱硬化性樹脂の欠点である堅くて脆い性質があり、耐衝
撃性、耐熱衝撃性の面で問題がある。

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を生じる。

このパッケージに発生したクラックは水分の浸入を容易
にし、インサート品の腐食を引き起こす．このようにパ
ッケージが小形，薄形化した電子部品や、インサート品
が大形化したものを成形するにあたっては，従来のエボ
キシ樹脂成形材料では種々問題が生じるため、耐熱衝撃
性が優れ、パッケージにクラックが発生しにくいものが
強く望まれている。その改善策として従来，エポキシ樹
脂系を液状シリコーン重合体で変性する方法がある．し
かし，液状シリコーン重合体は、エポキシ樹脂に非相溶
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）や戒形品外観の悪化をひき起こしやすい．本発明はエポキシ樹脂の堅くて脆い性質を特定の固形シ
リコーン系樹脂で変性し、耐クラック性、成形性の優れ
た成形材料を得るものである．〔課題を解決するための
手段〕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
る化合物および（Ｃ）熱可塑性樹脂とポリオルガノシロキサンとの共重
合物を必須成分とすることを特徴とするものであり，これに
より、実際のＦＰ（フラットパッケージ）型のＩＣによ
る耐パッケージクラック性も格段に向上できる。

本発明においてもちいられる（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或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
エボキシ樹脂、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Ｂ、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
などの多塩基酸とエビ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ビ
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ボキシ樹脂、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Ａ、ビスフェノールＦ、ポリバラビニルフェ
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、０．５〜１．５が好ましい．また、エポキシ樹脂とフェノール性水酸基を有する化合
物の硬化反応を促進する硬化促進剤を使用することがで
きる。この硬化促進剤としては、例えば、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・テトラフエニルボレート、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
などがある。また，充填剤として結品シリカ、溶融シリ
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、ジルコン、フォステライト，ス
テアタイト、スピネル、ムライト、チタニアなどの粉体
、またはこれらを球形化したビーズなどを１種類以上用
いることができる。充填剤の配合量としては４０〜７５
容量％が好ましいが、特に限定されるものではない。

その他の添加剤として高級脂肪酸，高級脂肪酸金属塩、
エステル系ワックスなどの離型剤、力一ボンブラックな
どの着色剤、エポキシシラン、アミノシラン，ウレイド
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お
よび難燃剤などを用いることができる。

本発明は上記エポキシ樹脂組成物を（Ｃ）或分すなわち
、熱可塑性樹脂とポリオルガノシロキサンの共重合物で
変性した事を特徴とするものである．（Ｃ）Ｍ分の熱可
塑性樹脂とポリオルガノシロキサンの共重合物は特に限
定するものではないが、熱可塑性樹脂の種類としてはポ
リスチレンまたはポリエチレンメチルメタアクリレート
がエポキシ樹脂との相溶性の点で優れている。さらに、
（Ｃ）成分中のシリコーン含有量はポリスチレン系の場
合、２０〜６０重量％の範囲が好ましく、ポリエチレン
メチルメタアクリレート系の場合、３０〜７０重量％の
範囲が好ましい。この理由としては，上記範囲未満では
、耐衝撃性に対し効果が少なく、また上記範囲を越える
と耐熱性、耐湿性が悪くなるためである。このようなポ
リオルガノシロキサン共重合体は例えばダウコーニング
社から（マスターペレット型シリコーン樹脂添加剤ＳＰ
シリーズ：商品名）として市販されている．上記（Ｃ）
成分を用いるにあたって、分散性を高め、耐クラック性
に対する効果を高めるため，（Ｃ）戒分と（Ａ）エポキ
シ樹脂または（Ｂ）フェノール化合物とあらかじめ混合
してから用いることができる。混合の条件としては、特
に限定するものではないが（Ａ）エポキシ樹脂または（
Ｂ）フェノール化合物とロール、押出機、二一ダなどの
混練装置を使用して（Ａ）エポキシ樹脂または（Ｂ）フ
ェノール化合物の軟化点前後の温度で混合する方法が好
ましい．この場合、得られた混合物と充填剤、硬化促進
剤，充填剤などの添加剤を添加して、さらに混線を行い
成形材料とする。

〔作用〕

冷熱サイクル時に発生するパッケージクラックの原因は
，温度差によりインサート品と封止用成形材料間に発生
する熱応力によるものである．（Ｃ）成分である熱可塑
性樹脂とシリコーン樹脂の共重合体は、封止用或形材料
の堅くて脆い性質を改質し、材料に可撓性を付与するた
め、これにより耐パッケージクラック性が向上する。さ
らに（Ｃ）成分は固形であるため、液状シリコーンを使
用した場合問題になる成形時のしみ出しに対しても良好
である．一方、冷熱サイクル時に発生する熱応力に対しては、熱
可塑性樹脂とシリコーン樹脂の共重合体でエポキシ樹脂
を変性することで，成形材料の弾性率を低減することが
できるため、これにより発生熱応力を低減でき、この効
果も耐熱衝撃性を向上できた要因と考える。

〔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．エポキシ当ｆｉ　　２２０．軟化点　７８℃のクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂（１００重量部）、水酸基
当量　１０６，軟化点　８３℃のフェノールノボラック
樹脂（４８．２重量部）、トリフェニルホスフィン（１
重量部）、カルナバワックス（２重量部）．カーボンブ
ラック（１重量部）、γ−グリシドキシプ口ピルトリメ
トキシシラン（２重量部）、石英ガラス粉（７０重量％
）を配合し、さらに可撓剤としてポリエチレンメチルメ
タアクリレートとポリオルガノシロキサンとの共重合物
であるマスターペレット型シリコーン樹脂添加剤ＳＰ−
１００　（ダウ　コーニング製）およびポリスチレンと
ポリオルガノシロキサンとの共重合物であるマスターペ
レット型シリコーン樹脂添加剤ＳＰ−２００　（ダウ　
コーニング製）を単独で各１０重量部および２０重量部
添加し、１０インチ径の加熱ロールを使用して，混練温
度８０〜９０℃，混線時間７〜１０分の条件で、実施例
（１）〜（４）のエボキシ樹脂成形材料を作製した．ま
た、実施例（５）および（６）は、実施例（２）（４）
のマスターペレット型シリコーン樹脂添加剤ＳＰ−１０
０．ＳＰ−２００と、使用するクレゾールノボラック型
エボキシ樹脂をあらかじめ、１０インチ径の加熱ロール
を使用して，混練温度８０℃、混練時間５分の条件で混
合し、その後、その他の原材料とともに再ロールして成
形材料を作製した。比較としては、可撓剤として重合度
約１０００のジメチルシリコーンオイル１０重量部を添
加した以外は実施例（１）と同様に作製した比較例（１
）と可撓剤無添加の比較例（２）を作製した。

本発明の効果を明確にするために、ＦＰ（フラットパッ
ケージ）型ＩＣの熱衝撃試験の結果を示す．本評価に用
いたＦＰのサイズは１９ｘｌ４ｘ２．Ｏｔ　（ｍｍ）で
あり．６Ｘ６　（ｍｍ）の素子を搭載した５４ｐｉｎ、
４２アロイリードのものである．試験条件は１５０℃の
シリコーンオイルと−１９６℃の液体窒素に各２分づつ
浸浸させるもので、その行程を１サイクルとした。評価
は外観を顕微鏡観察し、パッケージクラツクの有無によ
り行った６なお、ＦＰの戒形は１８０℃、９０秒，　７
　０ｋｇｆ　／　ｃｍ　２の条件で行い、成形後１８０
℃、５時間の後硬化を行った。表１に試験結果を示す。

表１から実施例（１）〜（６）に示すように，熱可塑性
樹脂とシリコーンの共重合体を可撓剤として用いること
により耐パッケージクラツク性を大幅に改善できる。ま
た、その効果は熱可塑性樹脂とシリコーンの共重合体の
添加量に従い大きくなり、あらかじめエポキシ樹脂と混
合して使用した実施例（５）．（６）ではさらに良好な
結果となった。さらに，液状シリコーンを添加した比較
例（１）は、耐パッケージクラック性は良好であるが、
戒形品外観がしみ出しにより悪くなったが、実施例はい
ずれも良好な外観であった．広く適用でき、その工業的価値は大きい。

〔発明の効果〕

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および（Ｃ）熱可塑性樹脂とポリオルガノシロキサンとの共重合物を必須成分としてなることを特徴とするエポキシ樹脂成形材料。２、（Ｃ）成分の熱可塑性樹脂がポリスチレンであり、
（Ｃ）成分中のシリコーン含有量が２０〜６０重量％である請求項１に記載のエポキシ樹脂成形材料。３、（Ｃ）成分の熱可塑性樹脂がポリエチレンメチルメ
タアクリレートであり、（Ｃ）成分中のシリコーン含有量が３０〜７０重量％である特許請求項１に記載のエポキシ樹脂成形材料。