JPH03212423A

JPH03212423A - 電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料

Info

Publication number: JPH03212423A
Application number: JP896190A
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: 1990-01-18
Filing date: 1990-01-18
Publication date: 1991-09-18

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
クラツク性の優れたエポキシ樹脂成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。

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、従来のエポ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、エポキシ樹脂系をシリコーン重合
体で変性する方法がある。しかし、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Ｃ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
ひき起こしゃすい。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はエポキシ樹脂の堅くて脆い性質を特定のポリア
ミド樹脂で変性し、耐クラツク性、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、（Ｃ）ポリアミド樹脂、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
子部品封止用として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、ジフェニルホスフィン
、トリ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、充填剤としてアルミナ、結晶シリカ、溶融シリカ
、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、ベリリア。

窒化ホウ素、マグネシア、ジルコニア、ジルコン、フォ
ステライト、スピネル、ムライト、ステアタイト、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
を一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、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、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。

本発明は上記のエポキシ樹脂組成物を（Ｃ）成分すなわ
ち、ポリアミド樹脂で変性したことを特徴とするもので
ある。（Ｃ）成分のポリアミド樹脂としてはナイロン−
１２または、ナイロン−１２とポリテトラメチレングリ
コールの共重合体が好ましい。この理由としては、一般
にナイロン−６、ナイロン−６６などのポリアミド樹脂
は吸水率が大きく，Ｉｃ封止用成形材料などに用いた場
合、耐湿性の点で問題になりやすいが、ナイロン−１２
またはナイロン−１２とポリテトラメチレングリコール
の共重合体を用いることで吸水率の問題が生じないため
である。ナイロン−１２とポリテトラメチレングリコー
ルの共重合体については、特に限定するものではないが
、全体の分子量が数万以下のマルチブロック共重合体が
好ましい。また、ポリテトラメチレングリコールの比率
としては、３０〜７０重量％が好ましい。この理由とし
ては３０重量％以下では耐熱衝撃性の向上効果が少なく
、７０重量％以上では耐熱性が低下しやすいためである
。これらポリアミド樹脂は、一般に市販されているもの
を用いることができる。

さらに、上記（Ｃ）成分を用いるにあたって分散性を高
め、耐クラツク性に対する効果を高めるため、（Ｃ）成
分をあらかじめ（Ｂ）フェノール化合物と均一混合して
用いることができる。ここで、均一とは目視的に透明な
状態である。混合の条件としては、特に限定するもので
はないが無溶剤系の場合では、（Ｂ）フェノール化合物
の軟化点の２０℃以上から１７０℃以下の範囲が望まし
い。また、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分が可溶な溶剤を
適宜用いることもできる。通常の成形材料の製造工程、
すなおちロール、押出機などの混線工程ではベース樹脂
と（Ｃ）成分を均一に混合することが困難であるため、
上記の様に，あらかじめ混合することが好ましい。その
後，得られた樹脂混合物と充填剤、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）成分であるポリアミド樹脂は、封止用成形材料の
堅くて脆い性質を改質し、材料に可撓性を付与するため
、これにより耐熱衝撃性が向上する。また、ポリアミド
樹脂をあらかじめベース樹脂に混融して用いると、ポリ
アミド樹脂の分散性が向上して、耐熱衝撃性はさらに向
上する。

〔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。

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重量部に対し、ポリアミド樹脂とし
て、ナイロン−１２（ダイアミドＬ−１６００；ダイセ
ル・ヒュルス株式会社製商品名）およびナイロン−１２
とポリテトラメチレングリコールの共重合体（ダイアミ
ドＥ４０；ダイセル・ヒュルス株式会社製商品名）をそ
れぞれ１０重量部、２０重量部の比率で溶融混合した樹
脂を作製した。樹脂作製は無溶剤下、１５０℃で６０分
攪拌することで行った。得られた樹脂はいずれも黄色透
明な均−物であった。得られた樹脂とエポキシ当量　２
２０、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）、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−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン（２重量部）、石英ガラス粉（７０重量％
）を配合し、１０インチ径の加熱ロールを使用して、混
線温度８０〜９０℃、混線時間７〜１０分の条件で、実
施例（１）〜（４）のエポキシ樹脂成形材料を作製した
。また、比較としてポリアミド樹脂無添加の成形材料を
比較例（１）として作製した。

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１９×１４Ｘ２．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一１９６℃の液体窒素に各２分づつ
浸没させるもので、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、パッケージクラックの有無によ
り行った。なお、ＦＰの成形は１８０℃、９０秒、７０
ｋｇｆ　／　ｃｍ　”の条件で行い、成形後１８０℃、
５時間の後硬化を行った。

表１に熱衝撃試験結果を示す。

表１の実施例１〜４に示すように、ポリアミド樹脂を改
質剤として用いることにより耐パッケージクラック性を
大幅に改善できる。また、その効果はポリアミド樹脂の
添加量に従い大きくなる。

〔発明の効果〕

本発明によって得られたエポキシ樹脂成形材料は耐クラ
ック性が従来のものと比べ大きく改善できる。電子部品
の分野、とくにＦＰ（フラットパッケージ）、５ｏｐ（
スモールアウトラインパッケージ）などのＩＣではパッ
ケージが薄形、小形になり、素子の大形化と相俟って耐
パッケージクラック性が強く要求されており、これらの
製品へ広く適用でき、その工業的価値表

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）ポリアミド樹脂、を必須成分とす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、（Ｃ）成分のポリアミド樹脂がナイロン−１２また
は、ナイロン−１２とポリテトラメチレングリコールの共重合体である請求項１に記載のエポキシ樹脂成形材料。３、（Ｃ）成分をあらかじめ（Ｂ）成分と均一混合し、
その後、他の成分を配合して混練することで得られる請求項１に記載のエポキシ樹脂成形材料。