JPH07107124B2 - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物Info
- Publication number
- JPH07107124B2 JPH07107124B2 JP6724588A JP6724588A JPH07107124B2 JP H07107124 B2 JPH07107124 B2 JP H07107124B2 JP 6724588 A JP6724588 A JP 6724588A JP 6724588 A JP6724588 A JP 6724588A JP H07107124 B2 JPH07107124 B2 JP H07107124B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- weight
- less
- filler
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- Sealing Material Composition (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐半田ストレス性に優れた、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。
止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
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、特に集積回路では
耐熱性、耐湿性に優れたｏ−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。
品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特に集積回路では
耐熱性、耐湿性に優れたｏ−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。
ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチップがだん
だん大型化し、かつパッケージは従来のDIPタイプから
表面実装化された小型、薄型のフラットパッケージ、SO
P、SOJ、PLCCに変わってきている。
だん大型化し、かつパッケージは従来のDIPタイプから
表面実装化された小型、薄型のフラットパッケージ、SO
P、SOJ、PLCCに変わってきている。
即ち大型チップを小型で薄いパッケージに封入すること
になり、応力によるクラック発生、これらのクラックに
よる耐湿性の低下等の問題が大きくクローズアップされ
てきている。
になり、応力によるクラック発生、これらのクラックに
よる耐湿性の低下等の問題が大きくクローズアップされ
てきている。
特に半田づけの工程において急激に200℃以上の高温に
さらされることによりパッケージの割れや樹脂とチップ
の剥離により耐湿性が劣化してしまうといった問題点が
でてきている。
さらされることによりパッケージの割れや樹脂とチップ
の剥離により耐湿性が劣化してしまうといった問題点が
でてきている。
これらの大型チップを封止するのに適した、信頼性の高
い封止用樹脂組成物の開発が望まれてきている。一方、
パッケージの複雑形状化，成形金型の大型化による流動
性の向上も望まれてきている。
い封止用樹脂組成物の開発が望まれてきている。一方、
パッケージの複雑形状化，成形金型の大型化による流動
性の向上も望まれてきている。
本発明の目的とするところは、半田熱ストレスによるク
ラック発生をおさえ、耐湿性に優れた信頼性が高く、且
つ流動性に優れた封止用樹脂組成物を提供するにある。
ラック発生をおさえ、耐湿性に優れた信頼性が高く、且
つ流動性に優れた封止用樹脂組成物を提供するにある。
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
て充填剤として10μｍ以下の微粉が５重量％以下で、平
均粒径が20〜60μｍであり見掛け密度が0.1〜0.6g/ccで
あり、かつ比表面積が５m2/g以下である多孔質のシリカ
粉末を全充填剤の10〜100重量％含む充填剤を用いるこ
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。
て充填剤として10μｍ以下の微粉が５重量％以下で、平
均粒径が20〜60μｍであり見掛け密度が0.1〜0.6g/ccで
あり、かつ比表面積が５m2/g以下である多孔質のシリカ
粉末を全充填剤の10〜100重量％含む充填剤を用いるこ
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。
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耐半田熱ストレス性を有するとと
もに、本願発明者らがすでに出願した多孔質のシリカ粉
末を10〜100重量％含む充填剤を用いるエポキシ樹脂組
成物を更に改良して流動性を大巾に向上させたものであ
る。
に比べて非常に優れた耐半田熱ストレス性を有するとと
もに、本願発明者らがすでに出願した多孔質のシリカ粉
末を10〜100重量％含む充填剤を用いるエポキシ樹脂組
成物を更に改良して流動性を大巾に向上させたものであ
る。
すなわち、多孔質シリカにおいて10μｍ以下の微粉を５
重量％以下とし、比表面積を更に小さくすることによ
り、エポキシ樹脂樹脂組成物の熔融粘度を低減し、耐半
田熱ストレス性を維持しつつ、流動性を向上せんとした
ものである。
重量％以下とし、比表面積を更に小さくすることによ
り、エポキシ樹脂樹脂組成物の熔融粘度を低減し、耐半
田熱ストレス性を維持しつつ、流動性を向上せんとした
ものである。
本発明に用いるエポキシ樹脂としては、その分子中にエ
ポキシ基をすくなくとも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であり、例えばノボラッ
ク系エポキシ樹脂、ビスフェノール型の芳香族系、シク
ロヘキサン誘導体の脂環式系、更には多官能系、シリコ
ン変性樹脂系があげられ、これらのエポキシ樹脂は１種
又は２種以上混合して用いられる。
ポキシ基をすくなくとも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であり、例えばノボラッ
ク系エポキシ樹脂、ビスフェノール型の芳香族系、シク
ロヘキサン誘導体の脂環式系、更には多官能系、シリコ
ン変性樹脂系があげられ、これらのエポキシ樹脂は１種
又は２種以上混合して用いられる。
又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、ｏ−ク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あげられ、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。
これらの変性樹脂であり、例えばフェノールノボラッ
ク、ｏ−ク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あげられ、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
有ることが望ましい。
シ基と硬化剤の水酸基との当量比が0.5〜５の範囲内に
有ることが望ましい。
当量比が0.5未満又は５を越えたものは耐湿性、成形作
業性及び硬化物の電気特性が悪くなるので好ましくな
い。
業性及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よく、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２種以上混合して用いられる。
ル性水酸基との反応を促進するものであればよく、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２種以上混合して用いられる。
本発明に用いられる充填剤としては、10μｍ以下の微粉
が５重量％以下であり、平均粒径が20〜60μｍであり、
見掛け密度が0.1〜0.6g/ccで、かつ比表面積が５m2/g以
下である多孔質のシリカ粉末を、使用する全充填剤量の
10〜100重量％の範囲で使用する。
が５重量％以下であり、平均粒径が20〜60μｍであり、
見掛け密度が0.1〜0.6g/ccで、かつ比表面積が５m2/g以
下である多孔質のシリカ粉末を、使用する全充填剤量の
10〜100重量％の範囲で使用する。
多孔質シリカ粉末は、その平均粒径が20μｍ未満のもの
は流動性が低下し60μｍを越えると成形性（時に充填
性）が低下し、いずれの場合も好ましくない。特に好ま
しくは20〜40μｍであれば良い。又見掛け密度が0.6g/c
cを越えると半田熱ストレスによるクラックが発生し易
くなり、耐湿性が低下してしまい好ましくない。
は流動性が低下し60μｍを越えると成形性（時に充填
性）が低下し、いずれの場合も好ましくない。特に好ま
しくは20〜40μｍであれば良い。又見掛け密度が0.6g/c
cを越えると半田熱ストレスによるクラックが発生し易
くなり、耐湿性が低下してしまい好ましくない。
さらに比表面積が５m2/gを越えると流動性がいちぢるし
く低下してしまい好ましくない。
く低下してしまい好ましくない。
さらに多孔質シリカ粉末が、使用する全充填剤の量の10
重量％以下であれば半田づけ工程でクラックが発生しや
すくなり、耐湿性が低下し、その目的とする特性が得ら
れない。
重量％以下であれば半田づけ工程でクラックが発生しや
すくなり、耐湿性が低下し、その目的とする特性が得ら
れない。
これらの充填剤は全体として樹脂組成物の50〜90重量％
配合する事が望ましい。その配合量が50％未満であれば
耐熱性、機械的特性および耐湿性が劣り、90％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。
配合する事が望ましい。その配合量が50％未満であれば
耐熱性、機械的特性および耐湿性が劣り、90％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。
本発明で用いる多孔質シリカは、結晶シリカ又は熔融シ
リカの粉末を化学的、物理的処理を行うことにより得る
ことができる。具体的には、フッ化水素酸による浸漬処
理やプラズマ処理等が例示される。又合成シリカの場合
は、例えば、アルコキシシランの加水分解による合成反
応の際に、反応条件を調整することにより一次粒子の凝
集度を制御することで表面に凹凸の形成が可能である。
リカの粉末を化学的、物理的処理を行うことにより得る
ことができる。具体的には、フッ化水素酸による浸漬処
理やプラズマ処理等が例示される。又合成シリカの場合
は、例えば、アルコキシシランの加水分解による合成反
応の際に、反応条件を調整することにより一次粒子の凝
集度を制御することで表面に凹凸の形成が可能である。
又、多孔質シリカ粉末以外の充填剤としては通常のシリ
カ粉末やアルミナ等があげられ、とくに熔融シリカ粉末
が好ましい。
カ粉末やアルミナ等があげられ、とくに熔融シリカ粉末
が好ましい。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物はエポキシ樹脂、硬
化剤、硬化促進剤及び多孔質シリカ粉末を含む充填剤を
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
等の離型剤及びシリコンオイル、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。
又、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、
充填剤、その他の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ダー等で熔
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、絶縁等に適用することができる。
化剤、硬化促進剤及び多孔質シリカ粉末を含む充填剤を
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
等の離型剤及びシリコンオイル、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。
又、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、
充填剤、その他の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ダー等で熔
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、絶縁等に適用することができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は半田づけ工程による急激
な温度変化による熱ストレスを受けたときの耐クラック
性に非常に優れ、耐湿性の良い組成物であり、電子、電
子部品の封止用、被覆用、絶縁用等に用いた場合、特に
表面実装パッケージに搭載された高集積大型チップICに
おいて信頼性が非常に高い製品を得ることができる。
な温度変化による熱ストレスを受けたときの耐クラック
性に非常に優れ、耐湿性の良い組成物であり、電子、電
子部品の封止用、被覆用、絶縁用等に用いた場合、特に
表面実装パッケージに搭載された高集積大型チップICに
おいて信頼性が非常に高い製品を得ることができる。
実施例１ ｏ−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重量部 Br化ビスフェノールＡエポキシ樹脂 （Br含有量46重量％，当量360） 12重量部 フェノールノボラック樹脂 55重量部 トリフェニルホスフィン １重量部 三酸化アンチモン粉末 12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 熔融シリカ粉末 350重量部 多孔質シリカ粉末 （平均粒径35μｍ、10μｍ以下３重量％，見掛け密度0.
3g/cc、比表面積2.5m2/g） 45重量部 γ−グリシドメトキシシラン ３重量部 をヘンシェルミキサーで常温で混合し、70〜100℃で２
軸ロールにより混練し、冷却後粉砕し成形材料とした。
3g/cc、比表面積2.5m2/g） 45重量部 γ−グリシドメトキシシラン ３重量部 をヘンシェルミキサーで常温で混合し、70〜100℃で２
軸ロールにより混練し、冷却後粉砕し成形材料とした。
得られた成形材料をタブレット化し、低圧トランスファ
ー成形機にて175℃、70kg/cm2、120秒の条件で半田クラ
ック試験用として６×6mmのチップを52pパッケージに封
止し、又半田耐湿性試験用として３×6mmのチップを16p
SOPパッケージに封止した。
ー成形機にて175℃、70kg/cm2、120秒の条件で半田クラ
ック試験用として６×6mmのチップを52pパッケージに封
止し、又半田耐湿性試験用として３×6mmのチップを16p
SOPパッケージに封止した。
封止したテスト用素子について175℃,8時間ポストキュ
アー後、下記の半田クラック試験をおこなった。
アー後、下記の半田クラック試験をおこなった。
半田クラック試験：封止したテスト用素子を85℃,85％R
Hの環境下で24Hrおよび48Hr処理し、その後260℃の半田
槽に10秒間浸漬後、顕微鏡で外部クラックを観察した。
Hの環境下で24Hrおよび48Hr処理し、その後260℃の半田
槽に10秒間浸漬後、顕微鏡で外部クラックを観察した。
半田耐湿性試験：封止したテスト用素子を85℃,85％RH
の環境下で72Hr処理し、その後260℃の半田槽に10秒間
浸漬後プレッシャークッカー試験（125℃、100％RH）を
行い回路のオープン不良を測定した。
の環境下で72Hr処理し、その後260℃の半田槽に10秒間
浸漬後プレッシャークッカー試験（125℃、100％RH）を
行い回路のオープン不良を測定した。
試験の結果を第１表に示す。
実施例２〜４ 熔融シリカ粉末及び多孔質シリカ粉末の配合内容を第１
表の如く変えて、他は実施例１と同様に成形材料とし、
チップの封止を行い、半田クラック性及び半田耐湿性を
評価試験した。
表の如く変えて、他は実施例１と同様に成形材料とし、
チップの封止を行い、半田クラック性及び半田耐湿性を
評価試験した。
試験結果を第１表に示す。
比較例１ 充填剤を総て熔融シリカとした以外は実施例１と同様に
し試験を行った結果を第１表に示す。
し試験を行った結果を第１表に示す。
比較例２ 実施例４の充填剤を総て熔融シリカとし、あとは実施例
４と同様にし、試験を行った結果を第１表に示す。
４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２の多孔質シリカを平均粒径15μｍであり比表面
積が７m2/g多孔質シリカとし、あとは実施例２と同様に
し、試験を行なった結果を第１表に示す。
積が７m2/g多孔質シリカとし、あとは実施例２と同様に
し、試験を行なった結果を第１表に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｋ 3/10 Ｌ Ｈ０１Ｌ 23/29 23/31 (56)参考文献 特開 昭63−159422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−149743（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−153337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−161851（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−283615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−143466（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−21298（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−130852（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び充
填剤からなるエポキシ樹脂組成物において、10μｍ以下
の微粉が５重量％以下であり、かつ、平均粒径が20〜60
μｍ、見掛け密度が0.1〜0.6g/ccであり、更に比表面積
が５m2/g以下である多孔質のシリカ粉末を全充填剤の10
〜100重量％含む充填剤を用いることを特徴とするエポ
キシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6724588A JPH07107124B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6724588A JPH07107124B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01242657A JPH01242657A (ja) | 1989-09-27 |
| JPH07107124B2 true JPH07107124B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=13339343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6724588A Expired - Fee Related JPH07107124B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107124B2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP6724588A patent/JPH07107124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01242657A (ja) | 1989-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |