JPH03126754A - エポキシ樹脂組成物 - 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） 本発明は熱伝導性に優れた電子部品等の封止用エポキシ
樹脂組成物に関するものである。

（従来技術） 従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子部
品を熱硬化性樹脂で封止しているが、耐熱性、耐湿性に
優れた０−クレゾールノボラックエポキシ樹脂をノボラ
ック型フェノール樹脂で硬化させたエポキシ樹脂が用い
られている。

１− 近年、集積回路の高集積化、高速化やパワートランジス
タのハイパワー化、集積回路との複合化が進み、素子の
消費電力が増大している。

これらに対応するため、リード材質の４２合金から熱伝
導性の良いＣｕ材への変更、放熱板の設置等により樹脂
モールドで熱抵抗を下げる工夫はなされているが、封止
樹脂の熱伝導性の向上が強く望まれている。

一方、樹脂の高熱伝導化する方法として、充填材として
従来の溶融シリカ、結晶シリカに対し、熱伝導性に優れ
たアルミナ、チッ化ケイ素の適用が検討されているが、
耐湿性の低下、金型摩耗性が生じている。

このため、従来樹脂での樹脂モールドでは熱抵抗が大き
くなり、これらの素子に適用できず、かわりにセラミッ
クのパッケージを使用しているのが現状である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的とするところは、熱伝導性に優れ、かつ耐
湿性、ヒートサイクル性等の信頼性、戊形２− 性が良好でかつ金型摩耗性により優れた封止用樹脂組成
句を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、電子部品等の封止用エポキシ樹脂組成物にお
いて、充填材として溶融シリカで表面を被覆したチッ化
ケイ素粉末を用いることを特徴とするエポキシ樹脂組成
物に関するものである。

（作用）゛ 本発明のエポキシ樹脂組成物は、従来の封止用樹脂組成
物に比べて非常に優れた熱伝導性を有するとともに、ア
ルミナ、チッ化ケイ素を充填材として用いた高熱伝導性
樹脂組成物に比べ耐湿性、金型摩耗性を大幅に向上させ
たものである。

すなわち、熱伝導性に優れたチッ化ケイ素の物性を生か
しつつ溶融シリカで表面を被覆することにより内部のチ
ッ化ケイ素の不純物の抽出を防ぎ、かつ表面状態を通常
の溶融シリカに近づけ金型摩耗性を向上させたものであ
る。

本発明の封止用エポキシ樹脂ｍ酸物はエポキシ樹脂、硬
化剤、硬化促進剤および溶融シリカで表面３− 被覆したチッ化ケイ素を主体とする充填材を必須成分と
するが、これ以外に必要に応じてシランカップリング剤
、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、ヘキサブ
ロムベンゼン等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ
等の着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型剤お
よびシリコンオイル、ゴム等の低応力添加剤等の種々の
添加剤を適宜配合しても差し支えがない。

また、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材料と
して製造するには、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤
、充填材、その他添加剤をミキサー等によって十分に均
一に混合した後、さらに熱ロールまたはニーグー等で溶
融混練し、冷却後粉砕して成形材料とすることができる
。

これらの成形材料は電子部品あるいは電子部品の封止、
被覆、絶縁に適用することができる。

本発明に用いるエポキシ樹脂としては、その分子中にエ
ポキシ基を少なくとも２個以上有する化合物であれば分
子構造、分子量などは特に制限はなく、一般に封止用材
料として使用されているもの４− であり、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビス
フェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポ
キシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、タレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ型エ
ポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ジリ
シジルアミン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポ
キシ樹脂、ビスフェノールＡまたはビスフェノールＦと
ホルムアルデヒドの重縮合物グリシジルエーテル化物お
よびそれらのハロゲン化物、水素添加物などが挙げられ
、これらは単独もしくは２種以上混合して用いても差し
支えない。

また、硬化剤としてはノボラック型フェノール樹脂系お
よびこれらの変性樹脂であり、例えばフェノールノボラ
ック、０−タレゾールノボラックの他アルキル変性した
フェノールノボラック樹脂等が挙げられ、これらは単独
もしくは２種以上混合して使用しても差し支えがない。

エポキシ樹脂と硬化剤の配合比はエポキシ樹脂のエポキ
シ基と硬化剤の水酸基との当量比が０．５〜５の範囲内
にあることが望ましい。

当量比が０．５未満または５を越えたものは耐湿性、成
形作業性および硬化物の電気特性が悪くなるので好まし
くない。

本発明に使用される硬化促進剤はエポキシ基とフェノー
ル性水酸基との反応を促進するものであれば良く、一般
に封止用材料に使用されているものを広゛く使用するこ
とができ、例えばジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）
、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）、ジメチルベンジ
ルアミン（ＢＤＭＡ）や２メチルイミダゾール（２ＭＺ
）等が単独もしくは２１１以上以上へて用いられる。

本発明に用いられる充填材は、溶融シリカで表面被覆し
たチッ化ケイ素であり溶融シリカの被覆厚みは０．０５
〜０．５μが好ましい。

０．５μ以上になると熱伝導性が低下し、０．０５以下
では被覆効果が得られない。

溶融シリカで表面被覆されたチッ化ケイ素の平均粒径は
通常の封止樹脂用途の溶融シリカ粉末と同様５〜４０μ
で、目的に応じて使い分けが可能で６ ある。

また、必要な熱伝導率レベルに応じて他の結晶シリカ、
溶融シリカ等との併用使用も可能であり、充填材全体と
して、樹脂組成物の７５〜９０重量％配合することが望
ましい。

配合量が７５重量％未満であれば、目的とする高熱伝導
性が得られず、９０重量％以上であれば流動性゛が低下
し、成形性が悪くなり実用には適さない。

（実施例） 実施例１ ０−クレゾールノボラックエポキシ樹脂（軟化点６５℃
、エポキシ当量２００）　　１００！量部フェノールノ
ボラック樹脂　　　　５５重量部ブロム化ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂（Ｂｒ含有量４６％、エポキシ当量
３６０）　Ｉ　０重量部トリフェニルホスフィン　　　
　　　　ｌｔ量ｍ二酸化アンチモン粉末　　　　　　１
０重量部カルナバワックス　　　　　　　　　　２重量
部カーボンブラック　　　　　　　　　　２重量部７− γ−グリシドメトキシシラン　　　　　５重量部溶融シ
リカ被覆チッ化ケイ素　　４００重量部（被覆厚み０．
１μ、平均粒径１２μ）をミキサーで常温で混合し、７
０〜１００℃で２軸ロールにより混練し、冷却後粉砕し
成形材料とじＩこ。

得られた成形材料をタブレット化し、低圧トランス７ア
：成形機にて１７５℃、７０ｋｇ／ｃが、１２０秒の条
件で耐湿性試験用として３Ｘ５ｍｍのチップを１６９Ｄ
ＩＰパツケージに封止し、また温度サイクル試験用とし
て４．５Ｘ９ｍｍのチップを１６ｐパツケージに封止し
た。

封止したテスト用素子について１７５°Ｃ９８時間ポス
トキュアー後、耐湿性、温度サイクル、摩耗性について
試験を行った。

試験結果を第１表に示す。

実施例２〜３ 第１表の処方に従って配合し、実施例１と同様にして成
形材料を得て、この成形材料で試験用の封止したものを
得た。

８ この成形材料を用いて実施例１と同様にテスト用素子を
封止して耐湿性、温度サイクル、摩耗性について試験を
行った。

試験結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例１における充填材を被覆厚み１．２μ、平均粒径
１４μの溶融シリカ被覆チッ化ケイ素とした以外はナベ
て実施例１と同様にし試験を行った。

結果を第１表に示す。

比較例２ 実施例１における充填材を被覆厚みｏ、ｏｉμ、平均粒
径１２μの溶融シリカ被覆チッ化ケイ素とした以外はす
べて実施例１と同様にし試験を行った。

結果を第１表に示す。

比較例３ 実施例１において充填剤をすべてチツ化ケイ素とした以
外はすべて実施例１と同様にし試験をおこなった。

結果を第１表に示す。

比較例４ ９一 実施例１において充填剤をすべて結晶シリカとした以外
はすべて実施例１と同様にし試験をおこなった。

結果を第１表に示す。

比較例５ 実施例１において充填剤をすべてアルミナとした以外は
すべて実施例１と同様にし試験をおこなつＩこ。

結果を第１表に示す。

（以　下　余　白） １０ （発明の効果） 本発明のエポキシ樹脂組成物は熱伝導性に優れ、かつ耐
湿性、金型摩耗性に優れた組成物であり、電気、電子部
品の封止用として用いた場合、特に消費電力の大きい高
集積・高速集積回路および高出力パワートランジスタ等
の樹脂モールドが可能となり、信頼性に高い製品を得る
ことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び充填材か
   らなるエポキシ樹脂組成物において、表面を溶融シリカ
   で被覆厚みが０．０５〜０．５μｍとなるように被覆し
   、平均粒径が５〜４０μｍであるチッ化ケイ素粉末を充
   填材として用いることを特徴とするエポキシ樹脂組成物
   。