JPH04139210A - 硬化性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」 本発明は優れた低弾性率と低吸水率なるエポキシ樹脂組
成物に関するものである。

「従来の技術」 近年、半導体関連技術の進歩はめざましいものがあり、
ＬＳＩ集積度の向上、それに伴う配線の微細化とチップ
サイズの大型化が進んでいる。そしてチップの実装方法
もスルホール実装から表面実装へと移行が進んでいる。

従って樹脂封止パッケージが直接ハンダ浴等の雰囲気中
ＫｉＪらされパッケージのクラック発生や、吸湿したが
ために高温にさらされたときに内部クラ、りが発生する
という不良原因が問題となってきた。

これらの問題を解決する九めＫは半導体封止樹脂の低応
力化と低吸水率化が強く望まれている。半導体樹上用エ
ポキシ樹脂は、その電気特性、耐熱性の面から多官能エ
ポキシ化合物、硬化剤としてフェノール類、充填剤とし
てシリカ粉末及び硬化触媒を必須成分とすることは広く
知られている。

従来、半導体封止用樹脂としてオルソクレゾールノボラ
ックエポキシ樹脂がエポキシ樹脂として用いられてきた
が、耐熱性、低応力化及び低吸水率化には限界があった
。又、低応力の手段として合成ゴムの使用やシリコーン
類の使用、低吸水率化の手段としてエポキシ樹脂の骨格
中に疎水基を導入スる。例えばアルキルフェノール類が
用いられてきたが、いずれも硬化性、パリ、離型性等の
成形性が劣ったり、エポキシ樹脂の耐熱性をそこなう等
の問題があった。

「発明が解決しようとする課題」 本発明は上記従来技術では満足されなかった低弾性率及
び低吸水率を確実くし、耐ハンダストレス性に優れる硬
化性エポキシ樹脂腿成物、特に半導体封止用エポキシ樹
脂組成物を得んとするものである。

「課題を解決する六めの手段」 本発明者らは従来のオルソクレゾールノボラックエポキ
シ樹脂などの使用では得られなかった半導体新出用低弾
性率、低吸水率エポキシ賃脂組成物を得るべく研究した
結果、下記式ＣＩ）で表わされるエポキシ化合物及び硬
化剤として下記式〔■〕で表わされる多価フェノールを
含有する硬化性エポキシ樹脂組成物において、上記エポ
キシ化合物及び／又は上記多価フェノール類の含量が全
エポキシ化合物と全硬化剤の合計量に対して５０重重量
風上であることを特徴とする硬化性エポキシ樹脂組成物
において、低弾性率、低吸水率のすぐれた性能をみいだ
すにいたった。

〔Ｉ〕

（式中Ｒ１とＲｚは水素原子、アルキル基、アルコキシ
ル基又はハロゲン原子から成る群よシ選ばれ九同−もし
くは異なる基である四官能エポキシ樹脂。） Ｃ式中のＲは水嵩原子、アルキル基及び塩素、臭素等の
ハロゲン原子を表わす。ｎは０〜１０の整数を示す。） 本発明組成物は、密着性、耐温性及び耐熱性の優れた電
気電子部品封止樹脂硬化物を与えるもの？ある。上記Ｃ
Ｉ）の物質はフェノール、クレシル、２．６キシレノー
ル等のフェノール類とグリオキザールを酸性触媒の存在
下に縮合されることにより得られる多価フェノールを原
料としてアルカリ金属水酸化物の存在下、エビクロルヒ
ト１７７と反応させることにより製造できる。

一方式〔■〕の物質はフェノール、クレゾール、キシレ
ノール等のフェノール類とシンクロペンタジェンを触媒
存在下で重合させることによ！７Ｉｌ造できるものであ
る。低応力化及び低吸水率化の効果を最大限に引出すた
めには、本発明による樹脂及び硬化剤を全量使用するの
が好ましいが他のエポキシ樹脂及び硬化剤疋配合しても
効果を発揮する。

本発明によるエポキシ化合物及び／又は硬化剤の使用量
は、全エポキシ樹脂及び硬化剤の合計量に対して少なく
とも５０重量−以上が必要でありこの重量−以下の場合
、本発明で所望する効果が得られなくなる。ここでいう
他のエポキシ樹脂とは、エポキシ基を有するものの全般
をいう。例えばビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェ
ニール型エポキシ樹脂、ハロゲン化型上記エポキシ樹脂
、ノボラック型エポキシ樹脂のことをいう。又、ここで
いう硬化剤とは主としてノボラック型、テトラキスエタ
ン類、蒙無水物、アミンであって本かまわない。

又、本発明にシいて硬化促進剤及び無機充填剤、離型剤
等が使用されるが、硬化促進剤としては、例えば２−メ
チルイミダゾール、２−ウンデンシルイミダゾール、２
−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール類や、１
．８−ジアザビシクロ〔５，４，０）ウンデンセン−７
（以下ＤＢＵという）及びそのフェノール類やギ酸塩等
のＤＢＵ系化合物や、さら＃ＣＦｉトリフェニルホスフ
ィ／等の有機ホスフィｙ類等が挙げられる。無機充填剤
としては、通常無機充填剤として使用されるものであれ
ばいかなる本のであっても良く、例えば溶融シリカ粉、
結晶シリカ粉、球状シリカ粉、石英ガラス粉、メルク、
アルミナ、炭酸カルシウム、ガラス繊維等が挙げられる
。そしてその使用量は組成物全体く対して６５〜８５重
量慢程度が好ましい。

本発明のエポキシ樹脂組成物中では、必要に応じて各糧
ワックス類、高級脂肪［あるいはそのカルシウム塩等の
離型剤、カーボンプラ、り等の着色剤、シランカプリン
タ剤等の表面処理剤、各種シリコーンオイル等の低応力
化剤、三酸化アンチモン等の難燃剤等を配合することが
できる。本発明のエポキシ樹脂組成物の製造は、式〔Ｉ
〕のエポキシ樹脂、式〔ｌＤの硬化剤を必須成分として
含有し、その他のエポキシ樹脂及び／又は硬化剤、硬化
促進剤、無機充填剤及びその他の添加剤をミキサーによ
り混合した後、ロールコニーダー等で混練することＫよ
り得られる。

「作用」 式［１−Ｉ’）で表わされるエポキシ化合物は、−分子
中に４個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合
物であり、架橋密度の高い低弾性率、高耐熱の硬化物を
得ることができる。一方式〔■〕で表わされる多価フェ
ノール硬化剤はジシクロペンタジェン骨格を含むため低
吸水率のすぐれた性能と低弾性率の効果を具備している
。

従って式ＣＩ）のエポキシ樹脂及び式ＣＩＩ）の硬化剤
から組合せられた樹脂組成物は、両者の効果を相乗した
硬化物性能を示し、且つエポキシ樹脂側の欠点である高
吸水性、硬化剤側の耐熱性低下を実用レベルにおいて保
持することが可能となった。

「実施例、比較例」 以下実施例に基づいて本発明のエポキシ樹脂組成物を異
体的に説明する。

実施例で用いたエポキシ化合物及び硬化剤とは次の通り
である。

エポキシ化合物Ａ１：　　式ＣＤで表わされるエポキシ
化合物でフェノール類がフェノールＣＲｔ　＝　Ｒｚ＝
Ｈ）であり、エポキシ当量１８５．２　ｆ／ｅｑ、軟化
点８３．５℃ エポキシ化合物Ａ２：　　式〔Ｉ〕で表わされるエポキ
シ化合物でフェノール類が２．６キシレノール（Ｒ１＝
　Ｒ１＝　ＣＨ，）であシ、エポキシ当量１９５．５ｙ
／ｅｑ、軟化点Ｚｏｏ℃ 硬化剤Ｂｌ：　　式〔■〕で表わされる硬化剤でフェノ
ール類がＯ−クレゾール（Ｒ＝ＣＨ３）でちゃ、水酸基
当量１９４．５　ｙ／ｅｑ、軟化点８３．５℃硬化剤Ｂ
２二　　式ＣＩＤで表わされる硬化剤でフェノール類が
フェノール（Ｒ＝Ｈ）であり、水酸基当量１８５．４　
ｙ／ｅｑ１軟化点１１０．５℃実施例１〜６ エポキシ化合物Ａ１、Ａ２、硬化剤Ｂ１、Ｂ２、クレゾ
ールノボラックエポキシ樹脂（商品名ＹＤ　ＣＮ−７０
２Ｐ］ＥＩＳ化成■製）、フェノールノボラック樹脂、
溶融シリカ粉及びその他の原料を第１表に示した組成割
合で混合した後、コニーダーで混練し封止材料を調整し
た。これらの封止材料を用いてテストピースを成形し、
１８０℃４Ｈｒのポストキュアーをしたものについて曲
げ弾性率、ガラス転移温度（ＴＭＡ法）、１２０℃Ｘ２
ａｔｍｘ１００嗟４０ＨｒのＰＣＴ処理後の吸水率を測
定した。これらの結果を第１表に示す。

第１表に示した比較例との比較から、本発明による半導
体新出材料が低弾性率で低吸水率に優れていることがわ
かる。

比較例１〜３ クレゾールノボラフクエポキゾ樹脂、フェノールノボラ
ック樹脂の組合せについて第１表に示す組成割合で混合
した以外ご実施例と同様とした。

物性測定は以下の方法にて求めた。

ガラス転移点（”Ｃ） 高滓熱機械的分析装量（ＴＭＡシステム）を用い、ガラ
ス転移温度付近までは昇温速度５℃／ｍｉｎで予備的に
加熱徐冷した。その後、再び室温付近から２５０℃まで
昇温速ｆ５℃／ｍｉｎで加熱し、その時の熱膨張量から
ＴＫを求めた。曲げ強さ（Ｋｌ／Ｊ）　、曲げ弾性率（
ＫＪ／ｍ”）ＪＩＳＫ　６９１１に準じ行った。吸水率
は１２０℃Ｘ２ａｔｍ（飽和蒸気圧）Ｘ１００％Ｘ４０
ＨｒでＰＣＴ処理後の吸水率を求めた。

又、４０　ｐｉｎ　ＩＣを成形しポストキュアーした後
、１５０℃のシリコンオイル９６０秒、液体窒素中６０
秒浸漬をくり返すヒートサイクルテスト（耐クラ、り性
）を行いＩＣの封止樹脂界面にクラックが発生するまで
のサイクル数を測定した。

※ｌ　エポキシ当量１８５〜１９７９／＠Ｃ４，軟化点
６５〜７９℃ ※２　水酸基当量１０５〜１２５９／＠ｑ、軟化点８３
〜９１”Ｃ ×３　テトラブロモビスフェノールＡジグリシジルエー
テル（ＹＤＢ−４００商品名東部化成（株）！ｊｌ） ※４　　γ−グリシドキシグロビルトリメトキシシラン
（Ａ−１８７商品名　日本ユニカー（株）製）※５　２
−メチルイミダゾール（四国化成工業（株）製） 「発明の効果」 本発明組成物は、低応力、低吸水率の硬化物、特に熱衝
撃を受けた時の耐クラツク性に優れる低応力、低吸水率
の硬化物を与えることができるという効果を有するもの
である。

出原人　東部化成株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記式〔 I 〕で表わされるエポキシ化合物及び硬化剤
   として下記式〔II〕で表わされる多価フエノールを含有
   する硬化性エポキシ樹脂組成物において、上記エポキシ
   化合物及び／又は上記多価フェノールの含量が５０重量
   ％以上であることを特徴とする硬化性エポキシ樹脂組成
   物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔 I 〕 （式中Ｒ＿１とＲ＿２は水素原子、アルキル基、アルコ
   キシル基又はハロゲン原子から成る群より選ばれた同一
   もしくは異なる基である四官能エポキシ樹脂。） ▲数式、化学式、表等があります▼〔II〕 （式中のＲは水素原子、アルキル基及び塩素、臭素等の
   ハロゲン原子を表わす。ｎは０〜１０の整数を示す。）