JPH06271648A - 電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料 - Google Patents

電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料

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JPH06271648A
JPH06271648A JP6238393A JP6238393A JPH06271648A JP H06271648 A JPH06271648 A JP H06271648A JP 6238393 A JP6238393 A JP 6238393A JP 6238393 A JP6238393 A JP 6238393A JP H06271648 A JPH06271648 A JP H06271648A
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JP
Japan
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epoxy resin
molding material
phosphine
weight
molding
Prior art date
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JP6238393A
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English (en)
Inventor
Shinsuke Hagiwara
伸介 萩原
Fumio Furusawa
文夫 古沢
Hiroyuki Saito
裕之 斉藤
Seiichi Akagi
清一 赤城
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐リフロークラック性の良好なビフェニル骨
格型エポキシ樹脂系に総合特性の優れたリン系硬化促進
剤を組み合せ、硬化阻害がなく、耐リフロークラック性
の良好な電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料を提供す
ること。 【構成】 主たる成分として (A)構造式が 【化1】 で示されるエポキシ樹脂 (B)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を持つ
化合物 (C)第三ホスフィンおよび (D)フェノール系酸化防止剤からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子部品封止用エポキシ
樹脂成形材料に関するもので、耐リフロークラック性が
厳しく要求されるVLSIの薄形パッケージ製品を対象
としたものである。
【0002】
【従来の技術】従来からトランジスタ、ICなどの電子
部品封止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、耐湿性、耐熱性、機械特性、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。特
にオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂とフェノ
ールノボラック硬化剤の組み合せはこれらのバランスに
優れており、IC封止用成形材料のベース樹脂として主
流になっている。しかし、IC製品はプリント配線板へ
の高密度実装の観点から、薄形、小形の製品が多くな
り、このような製品では配線板への半田付け(リフロー
行程)時に、ICパッケージがクラックする問題が生じ
ている。現在、この現象が表面実装型ICに係わる大き
な問題となっており、TSOP(Thin Small Outline P
ackage)等の薄形パッケージを対象に吸湿性、接着性の
良好なビフェニル骨格型ジエポキシ樹脂(特開昭58−
39677等)を主剤とした封止用成形材料が耐リフロ
ークラック性に優れることから実用化され始めた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このビフェニル骨格型
樹脂系では、耐湿性、電気特性、高温放置特性、ポット
ライフなどの総合特性からリン系の硬化促進剤の使用が
好適である。しかしながら、リン系硬化促進剤を使用し
た場合、硬化促進剤の酸化劣化が原因で成形時に発生す
るボイドの内面が未硬化になる問題が生じる。本発明は
係る状況に鑑みなされたもので、耐リフロークラック性
の良好なビフェニル骨格型エポキシ樹脂系に総合特性の
優れたリン系硬化促進剤を組み合せ、硬化阻害がなく、
耐リフロークラック性の良好な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。
【0004】
【課題を解決するための手段】発明者らは上記の課題を
解決するために鋭意検討を重ねた結果、酸化防止剤とし
て、特定のフェノール化合物を配合することにより上記
の目的を達成しうることを見い出し、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明の電子部品封止用エポキシ樹脂
成形材料は、主成分として (A)構造式が
【化2】 で示されるエポキシ樹脂、 (B)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を持つ
化合物 (C)第三ホスフィンおよび (D)フェノール系酸化防止剤からなることを特徴とす
る。
【0005】本発明における(A)のエポキシ樹脂はビ
フェニル骨格を有するものであり、エポキシ樹脂の純
度、特に加水分解性塩素量はICなど素子上のアルミ配
線腐食に係わるため少ない方がよく、耐湿性の優れた電
子部品封止用エポキシ樹脂成形材料を得るためには50
0ppm以下であることが好ましいが、特に限定するも
のではない。ここで、加水分解性塩素量とは試料のエポ
キシ樹脂1gをジオキサン30mlに溶解し、1N−K
OHメタノール溶液5mlを添加して30分間リフラッ
クス後、電位差滴定により求めた値を尺度としたもので
ある。(A)のエポキシ樹脂は、4,4’−ビスヒドロ
キシ3,3’,5,5’−テトラメチルビフェニルをエ
ピクロルヒドリンを用いてエポキシ化することで得るこ
とができる。本発明において用いられるエポキシ樹脂と
しては、上記(A)の構造式で示されるものの他に、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
いるものと組み合せて使用してもよい。それを例示すれ
ば、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、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、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。
【0006】これらのエポキシ樹脂を併用する場合、特
に限定するものではないが、本発明の(A)エポキシ樹
脂の配合比は、エポキシ樹脂全体の30重量%以上が好
ましく、更には50重量%以上が好ましい。この理由と
しては、30重量%未満では本発明の目的である耐リフ
ロー性に対して効果が少なく、特に有効な効果を発揮す
るためには50重量%以上が必要となるためである。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
ェノール類又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒ
ドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒ
ド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズ
アルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類とを
酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られる樹脂、ポリ
パラビニルフェノール樹脂、フェノール類とジメトキシ
パラキシレンから合成されるキシリレン基を有するフェ
ノール・アラルキル樹脂などがあり、単独又は2種類以
上併用してもよい。また、エポキシ樹脂と(B)のフェ
ノール化合物の当量比((B)の水酸基数/エポキシ基
数)は特に限定はされないが、それぞれの未反応分を少
なく抑えるために0.7〜1.3の範囲に設定すること
が好ましい。
【0007】(C)の第三ホスフィンはエポキシ樹脂
と、その硬化剤であるフェノール化合物の反応を促進す
るための硬化促進剤である。それを例示すれば、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、トリパラトリルホスフィンなどの有
機ホスフィン類が挙げられる。 (D)のフェノール系酸化防止剤は、モノフェノール系
の2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,6−
ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ブチル化ヒド
ロキシアニゾール、ビスフェノール系の2,2’−メチ
レン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノー
ル)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブ
チルフェノール)、高分子型フェノール系の1,1,3
−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブ
チルフェニル)ブタジエンなどが挙げられる。これらフ
ェノール系酸化防止剤の添加量は、エポキシ樹脂と硬化
剤であるフェノール化合物の合計に対して0.1〜5重
量%の範囲が好ましい。この理由としては、0.1重量
%未満ではその効果が発揮されず、5重量%を越えると
硬化性やガラス転移温度の低下を招くためである。
【0008】また、充填剤としては吸湿性低減及び強度
向上の観点から無機充填剤を用いることが必要である。
無機充填剤としては結晶シリカ、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、また
はこれらを球形化したビーズなどが挙げられ、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、熱膨
張係数の低減、高温強度向上の観点から60容量%以上
が好ましく、更には65容量%以上が好ましい。その他
の添加剤として高級脂肪酸、高級脂肪金属塩、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及び難燃
剤などを用いることができる。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
配合量の原材料をミキサー等によって十分混合した後、
ミキシングロール、押出機などによって混練し、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、低圧トランスファー成形法が最も一般的で
あるが、インジェクション成形法、圧縮成形法によって
も可能である。
【0009】
【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。
【0010】実施例1 構造式
【化3】 を主成分とするエポキシ当量190のエポキシ樹脂80
重量部、水酸基当量106、軟化点80℃のフェノール
・ホルムアルデヒドノボラック樹脂50重量部、臭素比
率50重量%、エポキシ当量375の臭素化ビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂20重量部、トリフェニルホスフ
ィン(2.5重量部)、カルナバワックス(3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(4重量部)、石英ガラ
ス粉(75重量%)、フェノール系酸化防止剤として
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール5重量部を配
合し、10インチ径の加熱ロールを使用して、混練温度
80〜90℃、混練時間7〜10分の条件で実施例1の
エポキシ樹脂成形材料を作製した。
【0011】実施例2 実施例1のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂を水酸基
当量170、軟化点75℃のフェノール・パラキシリレ
ン樹脂(三井東圧化学製:XL−225)80重量部に
置き換えた以外は実施例1と同様に作製した。 実施例3 実施例1のフェノール系酸化防止剤を2,6−ジ−t−
ブチル−4−エチルフェノールに置き換えた以外は実施
例1と同様に作製した。 実施例4 実施例2のフェノール系酸化防止剤を2,6−ジ−t−
ブチル−4−エチルフェノールに置き換えた以外は実施
例2と同様に作製した。 実施例5 実施例1のフェノール系酸化防止剤を2,2’−メチレ
ン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)
に置き換えた以外は実施例1と同様に作製した。 実施例6 実施例2のフェノール系酸化防止剤を2,2’−メチレ
ン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)
に置き換えた以外は実施例2と同様に作製した。
【0012】比較例1 実施例1の組成からフェノール系酸化防止剤を除いた以
外は実施例1と同様に作製した。 比較例2 実施例2の組成からフェノール系酸化防止剤を除いた以
外は実施例2と同様に作製した。
【0013】実施例1〜6及び比較例1〜2の特性を表
1に示す。特性の中で本発明の主眼である硬化阻害の評
価は、厚さ1mm、幅10mm、長さ150mmの成形
品をトランスファ成形し、発生したボイド内部の硬化状
態を観察した。なお、成形にあたってはボイドを積極的
に発生させるために、成形材料を約3mm径に調整した
粉体をそのままポット内に投入して、成形温度180
℃、成形圧力6.9MPa、トランスファスピード10
秒の条件で成形した。スパイラルフローはEMMI−1
−66に準拠し、180℃、90秒、6.9MPaの条
件で測定した。ガラス転移温度は理学電機製の熱分析装
置(TMA)で測定を行い、熱膨張曲線の屈曲点から求
めた。耐リフロークラック性の評価に用いたICは外形
が19×14×2.0(mm)のフラットパッケージで
あり、8×10×0.4(mm)の素子を搭載した80
ピン、42アロイリードのものである。試験条件は85
℃、85%RHで所定時間加湿した後、215℃のベー
パーフェーズリフロー炉で90秒加熱するものである。
評価は外観を顕微鏡観察し、パッケージクラックの有無
を判定することにより行った。なお、ICパッケージ及
び試験片の成形は180℃、90秒、6.9MPaの条
件で行い、成形後180℃、5時間の後硬化を行った。
【0014】
【表1】
【0015】表1に示すように、酸化防止剤を添加した
実施例は何れも対応する比較例と較べ、流動性、ガラス
転移温度(Tg)の低下もなく、成形品ボイド内の硬化
阻害を改善することができた。更には、最重要項目であ
る耐リフロークラック性も酸化防止剤添加の影響がなく
良好であった。
【0016】
【発明の効果】本発明によって得られたエポキシ樹脂成
形材料は成形時の硬化阻害もなく、リフロー時の耐クラ
ック性が優れている。したがって、電子部品の分野、特
にFP(フラットパッケージ)、SOP(スモールアウ
トラインパッケージ)などの薄形、小形の樹脂封止型I
C製品へ広く適用でき、その工業的価値は大きい。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 63/00 NKZ 8830−4J H01L 23/29 23/31 (72)発明者 赤城 清一 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主たる成分として (A)構造式が 【化1】 で示されるエポキシ樹脂 (B)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を持つ
    化合物 (C)第三ホスフィンおよび (D)フェノール系酸化防止剤 を含有する特徴とする電子部品封止用エポキシ樹脂成形
    材料。
JP6238393A 1993-03-23 1993-03-23 電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料 Pending JPH06271648A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0719825A3 (de) * 1994-12-30 1997-05-02 Hoechst Ag Stabilisierte, Phosphormodifizierte Epoxidharze und ihre Verwendung
JPH1036639A (ja) * 1996-07-29 1998-02-10 Matsushita Electric Works Ltd 積層板用エポキシ樹脂組成物
US6156865A (en) * 1998-11-19 2000-12-05 Nec Corporation Flame retardant thermosetting resin composition
JP2002294030A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Toray Ind Inc 半導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置
JP2017132897A (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 三菱ケミカル株式会社 フェノール樹脂を硬化剤として含有するエポキシ樹脂組成物、その硬化物及び該硬化物を用いた電気・電子部品

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