JPH0660233B2 - エポキシ樹脂成形材料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体素子などの電子部品の封止用に適し
たエポキシ樹脂成形材料の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

コンデンサ，ダイオード，トランジスタ，サイリスタ，
ホール素子などの個別半導体またはＩＣ，ＬＳＩ、など
の集積回路においては、半導体機械的，電気的に外的環
境から保護するために、しばしばエポキシ樹脂成形材料
で封止される。封止方法としては、機密封止，セラミッ
ク封止，プラスチック封止が行なわれているが、量産性
にもすぐれ安価なプラスチック封止が最近の主流であ
る。プラスチックの種類についていえば、エポキシ樹脂
とシリコン樹脂があるが、シリコン樹脂は高価であり金
属との密着性が悪いため、エポキシ樹脂が一般に用いら
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、エポキシ樹脂についても問題がある。すなわ
ち、まず、湿気に対する信頼性が悪いことである。さら
に、シリコンチップ・リードフレームとの線膨張係数の
差が大きいことである。線膨張係数の差が大きいと、成
形後に内部応力が発生して、ヒートサイクル試験やハン
ダ耐熱試験中に、その応力の増大により半導体素子保護
膜にキズや割れが生じ、ついには半導体素子にクラック
が発生する。このように、内部応力の発生は不良品発生
の原因となる。

内部応力は、一般に線膨張係数と曲げ弾性率、さらには
ガラス転移温度の積に比例することがわかっている。線
膨張係数を小さくするために無機充填材を添加すること
が行なわれる。しかし、線膨張係数を小さくするために
無機充填材を多量に添加すると、曲げ弾性率が大きくな
るばかりでなく、耐湿性も低下する。逆に、曲げ弾性率
を下げるためにある種の可撓性付与剤を添加すると、十
分に架橋密度が得られない状態でガラス転移点の低下，
線膨張係数の増加，さらには耐湿性の低下という問題が
起き、低応力化を達成しようとすると、どうしても耐湿
性が低下するという問題があった。要するに、現在、低
応力グレードで耐湿性にすぐれたものは存在しないので
ある。

この発明は、このような事情に鑑み、封止用エポキシ樹
脂成形材料において、低応力化を実現しつつ、耐湿性に
つきその低下を避けて従来レベルを維持することを課題
として、新しいエポキシ樹脂成形材料の製造方法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、エポキシ樹脂成形材料を製造する過程で、
シリコン中間体を、硬化剤として使用するフェノールノ
ボラック樹脂と予め溶融混合しておいて、エポキシ樹脂
に添加するようにすることで達成できる。

したがって、この発明は、エポキシ樹脂とフェノールノ
ボラック樹脂を含む配合原料を８０〜１１０℃で混練す
る工程と、この混練物を粉砕する工程とを備え、硬化剤
として使用する前記フェノールノボラック樹脂を予め、
シリコン中間体と１００〜１６０℃の溶融温度で溶融混
合しておくようにすることを特徴とするエポキシ樹脂成
形材料の製造方法をその要旨とする。以下にこれを詳し
く述べる。

エポキシ樹脂成形材料を製造する主材料そのものは、従
来と同様である。すなわち、樹脂分としてノボラック
型，ビスフェノール型等のエポキシ樹脂を用いるととも
に、硬化剤としてフェノールノボラック樹脂を用いる。
そして、必要に応じ、充てん剤，顔料，離型剤，補強材
などを配合する。混練，粉砕なども従来と同様に行なわ
れる。そして、このようにして成形材料が作られるいず
れかの段階で、シリコン中間体がフェノールノボラック
樹脂と予め溶融混合しておいて添加されるのである。

この発明に用いるシリコン中間体としては、脂環式エポ
キシ変性，エポキシ変性，カルビトル変性，エポキシポ
リエーテル変性，アミノ変性などしたものがあるが、好
ましくはアミノ変性シリコン中間体である。アミノ変性
シリコン中間体としては、下記一般式で示されるものが
好ましく用いられる。

アミノ変性シリコン中間体としては、アミノ当量が６０
０〜３０００の範囲のものが好ましい。６００未満にな
るとアミノ量増大による耐湿性の低下や硬化挙動の変化
が発生し、３００を越えるようになると、添加量との関
係にもよるが、成形品表面にムラガ発生しやすく、ま
た、曲げ弾性率の低下も満足いくものでなくなるからで
ある。

シリコン中間体は、エポキシ樹脂１００重量部あたり１
〜１５重量部添加することにが好ましい。これにより、
曲げ弾性率を低下させ、外観にムラなどが発生せずかつ
耐湿性の低下なくして応力を下げることが容易に出来る
からである。シリコン中間体の添加量が１重量部未満だ
と、曲げ弾性率の低下への寄与が少なく、１５重量部を
越えると成形品外観にムラが発生しやすい。

シリコン中間体の添加方法は、硬化剤として使用するフ
ェノールノボラック樹脂に対してシリコン中間体を予め
溶融混合させておいて添加すると言う方法による。その
際、シリコン中間体の濃度が１０〜３０重量％となるよ
うにして溶融混合することが好ましい。溶融温度として
は１００〜１６０℃の範囲が採用される。

〔作 用〕

エポキシ樹脂成形材料中にシリコン中間体を配合してお
くと、耐湿性を変化（劣化）させないで、かつ、線膨張
係数，ガラス転移点や成形収縮率も変化させないで、曲
げ弾性率を低下させることができる。

シリコン中間体を添加する際、硬化剤として使用するフ
ェノールノボラック樹脂に対してシリコン中間体を予め
溶融混合させておいて添加するようにすると、シリコン
中間体のアミノ基等がフェノールノボラック樹脂のフェ
ノール基と弱い結合で結ばれる等の理由で、フェノール
ノボラック樹脂とエポキシ樹脂の反応の際、シリコン中
間体が骨格の中心にとりこまれやすくなり、シリコン中
間体の添加効果がより向上する。

〔実施例〕

以下に実施例を比較例と併せて述べる。

第１表の配合品を８０〜１１０℃の熱ロール上で混練
し、得られたシートを冷却し、粉砕して、試験に供し
た。なお、実施例１〜４では、いずれも、アミノ変性シ
リコン中間体が濃度１０〜３０重量％の範囲内となるよ
うにフェノールノボラック樹脂と予め溶融混合しておい
た状態で配合したのに対し、比較例１ではアミノ変性シ
リコン中間体を配合せず、比較例２ではアミノ変性シリ
コン中間体はフェノールノボラック樹脂と予め溶融混合
することなく配合した。各実指例，比較例の試験結果は
第２表のとおりであり、実施例はいずれも、比較例に比
し、他の物性の点で劣ることがなく、しかも曲げ弾性率
および熱応力の点で低かった。

〔発明の効果〕 この発明にかかるエポキシ樹脂成形材料の製造方法は、
このように、シリコン中間体を、硬貨剤として使用する
フェノールノボラック樹脂と予め溶融混合しておいて配
合するようにしているため、耐湿性，線膨張係数，ガラ
ス転移点や成形収縮率を維持したままで曲げ弾性率が低
くなったエポキシ樹脂成形体材料を容易確実に得させる
ことが出来るものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エポキシ樹脂とフェノールノボラック樹脂
   を含む配合原料を８０〜１１０℃で混練する工程と、こ
   の混練物を粉砕する工程とを備え、硬化剤として使用す
   る前記フェノールノボラック樹脂を予め、シリコン中間
   体と１００〜１６０℃の溶融温度で溶融混合しておくよ
   うにすることを特徴とするエポキシ樹脂成形材料の製造
   方法。
2. 【請求項２】シリコン中間体の添加量がエポキシ樹脂１
   ００重量部あたり１〜１５重量部である特許請求の範囲
   第１項記載のエポキシ樹脂成形材料の製造方法。
3. 【請求項３】シリコン中間体が濃度１０〜３０重量％と
   なるようにフェノールノボラック樹脂と予め溶融混合し
   ておく特許請求の範囲第１項または第２項記載のエポキ
   シ樹脂成形材料の製造方法。