JPH0717730B2 - 封止用樹脂組成物 - Google Patents
封止用樹脂組成物Info
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- JPH0717730B2 JPH0717730B2 JP60135024A JP13502485A JPH0717730B2 JP H0717730 B2 JPH0717730 B2 JP H0717730B2 JP 60135024 A JP60135024 A JP 60135024A JP 13502485 A JP13502485 A JP 13502485A JP H0717730 B2 JPH0717730 B2 JP H0717730B2
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- silica powder
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路にかかる内部応力の緩和性に
優れ、熱膨脹係数が小なく、熱伝導率の大きい、耐熱
性、熱放散性に優れた封止用樹脂組成物に関する。
優れ、熱膨脹係数が小なく、熱伝導率の大きい、耐熱
性、熱放散性に優れた封止用樹脂組成物に関する。
従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路で電子部品
を熱硬化性樹脂を用いて樹脂封止する方法が行われてき
た。この樹脂封止は、ガラス、金属、セラミックを用い
たハーメチックシール方式に比較して、経済的に有利な
ため、広く実用化されている。封止用樹脂としては、熱
硬化性樹脂の中でも信頼性、生産性および価格等の点か
らエポキシ樹脂が一般的に多く用いられている。エポキ
シ樹脂には、酸無水物、芳香族アミン、ノボラック型フ
ェノール樹脂等の硬化剤が用いられる。これらの中でノ
ボラック型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂
は、他の硬化剤を使用したものに比べて、成形性、耐湿
性に優れ、毒性がなくかつ安価であるため、半導体封止
用樹脂として、広く使用されている。また半導体封止用
樹脂組成物としては、ノボラック型フェノール樹脂を硬
化剤としたエポキシ樹脂と溶融シリカ粉末の組成物、エ
ポキシ樹脂と結晶性シリカ粉末の組成物およびエポキシ
樹脂と溶融シリカ粉末の組成物が、最も一般的に使用さ
れている。
を熱硬化性樹脂を用いて樹脂封止する方法が行われてき
た。この樹脂封止は、ガラス、金属、セラミックを用い
たハーメチックシール方式に比較して、経済的に有利な
ため、広く実用化されている。封止用樹脂としては、熱
硬化性樹脂の中でも信頼性、生産性および価格等の点か
らエポキシ樹脂が一般的に多く用いられている。エポキ
シ樹脂には、酸無水物、芳香族アミン、ノボラック型フ
ェノール樹脂等の硬化剤が用いられる。これらの中でノ
ボラック型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂
は、他の硬化剤を使用したものに比べて、成形性、耐湿
性に優れ、毒性がなくかつ安価であるため、半導体封止
用樹脂として、広く使用されている。また半導体封止用
樹脂組成物としては、ノボラック型フェノール樹脂を硬
化剤としたエポキシ樹脂と溶融シリカ粉末の組成物、エ
ポキシ樹脂と結晶性シリカ粉末の組成物およびエポキシ
樹脂と溶融シリカ粉末の組成物が、最も一般的に使用さ
れている。
しかしながら、ノボラック型フェノール樹脂を硬化剤と
した通常のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂やビス
フェノール型エポキシ樹脂と溶融シリカ粉末の組成物
は、耐湿性に優れ、樹脂クラック、ペレットクラック等
に強いという特徴があるが、熱伝導率が小さいため、熱
放散性が悪く、内部応力緩和が低く、また消費電力の大
きいパワー半導体では機能が果せなくなる欠点がある。
またノボラック型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキ
シ樹脂と結晶性シリカ粉末の組成物は、熱伝導率は大き
いが、逆に熱膨脹係数も大きく、耐湿性に対する信頼性
に劣ると同時に温寒サイクル試験でもボンディングワイ
ヤーのオーブンが生じる等の欠点がある。
した通常のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂やビス
フェノール型エポキシ樹脂と溶融シリカ粉末の組成物
は、耐湿性に優れ、樹脂クラック、ペレットクラック等
に強いという特徴があるが、熱伝導率が小さいため、熱
放散性が悪く、内部応力緩和が低く、また消費電力の大
きいパワー半導体では機能が果せなくなる欠点がある。
またノボラック型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキ
シ樹脂と結晶性シリカ粉末の組成物は、熱伝導率は大き
いが、逆に熱膨脹係数も大きく、耐湿性に対する信頼性
に劣ると同時に温寒サイクル試験でもボンディングワイ
ヤーのオーブンが生じる等の欠点がある。
また、ノボラック型のフェノール樹脂を硬化剤としたエ
ポキシ樹脂と溶融シリカ粉末と結晶性シリカ粉末の組成
物は、熱伝導率および熱膨脹係数ともに中間であり、中
途半端な特性を示し、用途が限定されてしまう欠点があ
る。こうしたことから内部応力の緩和性に優れ、熱伝導
率の大きい封止用樹脂組成物の開発が持たれている。
ポキシ樹脂と溶融シリカ粉末と結晶性シリカ粉末の組成
物は、熱伝導率および熱膨脹係数ともに中間であり、中
途半端な特性を示し、用途が限定されてしまう欠点があ
る。こうしたことから内部応力の緩和性に優れ、熱伝導
率の大きい封止用樹脂組成物の開発が持たれている。
また、封止用樹脂を低応力化する方法としては、一般的
にエポキシ樹脂やノボラック型フェノール樹脂を可撓化
したり、可塑剤の添加が考えられるが、この方法では高
温電気特性が低下するため、信頼性に問題を生じる。ま
た可塑剤を添加すると、リードフレームとの密着性が低
下し、耐湿性が悪くなり、信頼性が低下するなどの欠点
があった。
にエポキシ樹脂やノボラック型フェノール樹脂を可撓化
したり、可塑剤の添加が考えられるが、この方法では高
温電気特性が低下するため、信頼性に問題を生じる。ま
た可塑剤を添加すると、リードフレームとの密着性が低
下し、耐湿性が悪くなり、信頼性が低下するなどの欠点
があった。
本発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、次に示す封止用樹脂組成物が、内部応力の緩
和性に優れ、熱伝導率が大きく上記目的を満足すること
を見い出したものである。即ち、本発明は、 （Ａ）下記一般式〔Ｉ〕で表わされるジシクロペンタジ
エン・フェノール類変性エポキシ樹脂 〔式中Ｒは水素原子または炭素数１〜９のアルキル基、
ｎは０〜15の整数を示す。〕 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂 （Ｃ）溶融層と結晶層とを有するシリカ粉末を必須成分
とし、 かつ、全組成物に対して前記（Ｃ）溶融層と結晶層とを
有するシリカ粉末を20〜90重量％含有することを特徴と
する封止用樹脂組成物である。本発明の樹脂組成物にお
いては、エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ）とノボラック
型フェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）とのモル
比（a/b）が、0.1〜10の範囲であることが望ましい。
ねた結果、次に示す封止用樹脂組成物が、内部応力の緩
和性に優れ、熱伝導率が大きく上記目的を満足すること
を見い出したものである。即ち、本発明は、 （Ａ）下記一般式〔Ｉ〕で表わされるジシクロペンタジ
エン・フェノール類変性エポキシ樹脂 〔式中Ｒは水素原子または炭素数１〜９のアルキル基、
ｎは０〜15の整数を示す。〕 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂 （Ｃ）溶融層と結晶層とを有するシリカ粉末を必須成分
とし、 かつ、全組成物に対して前記（Ｃ）溶融層と結晶層とを
有するシリカ粉末を20〜90重量％含有することを特徴と
する封止用樹脂組成物である。本発明の樹脂組成物にお
いては、エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ）とノボラック
型フェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）とのモル
比（a/b）が、0.1〜10の範囲であることが望ましい。
本発明に用いる（Ａ）ジシクロペンタジエン・フェノー
ル類変性エポキシ樹脂は、ジシクロペンタジエンとフェ
ノール類を重合し、更にグリシジル化反応によって製造
され、樹脂の重合度は０〜15である。封止用樹脂の種類
によって、重合度を調製することができる。樹脂中にシ
ジクロペンタジエン誘導体を含むことにより、耐湿性を
向上させ、また内部応力の緩和に優れた封止用樹脂を得
ることが出来る。フェノール類としては、フェノール、
クレゾール、ｐ−ターシャリーブチルフェノール、ｐ−
ノニルフェノール等である。アルキルフェノール類を含
むことにより、耐湿性をさらに向上させ、信頼性の高い
半導体を得ることができる。
ル類変性エポキシ樹脂は、ジシクロペンタジエンとフェ
ノール類を重合し、更にグリシジル化反応によって製造
され、樹脂の重合度は０〜15である。封止用樹脂の種類
によって、重合度を調製することができる。樹脂中にシ
ジクロペンタジエン誘導体を含むことにより、耐湿性を
向上させ、また内部応力の緩和に優れた封止用樹脂を得
ることが出来る。フェノール類としては、フェノール、
クレゾール、ｐ−ターシャリーブチルフェノール、ｐ−
ノニルフェノール等である。アルキルフェノール類を含
むことにより、耐湿性をさらに向上させ、信頼性の高い
半導体を得ることができる。
本発明に用いる（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類とホルムアルデヒドあるいはパラホルムアルデヒドを
反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂および
これらの変性樹脂、例えばブチル化ノボラック型フェノ
ール樹脂等を挙げることができる。ノボラック型フェノ
ール樹脂中の未反応フェノール類の含有率は１％以下で
ある。未反応フェノール類が１％以上であると硬化特
性、特に耐湿性の劣化を生じるため好ましくない。
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類とホルムアルデヒドあるいはパラホルムアルデヒドを
反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂および
これらの変性樹脂、例えばブチル化ノボラック型フェノ
ール樹脂等を挙げることができる。ノボラック型フェノ
ール樹脂中の未反応フェノール類の含有率は１％以下で
ある。未反応フェノール類が１％以上であると硬化特
性、特に耐湿性の劣化を生じるため好ましくない。
ノボラック型フェノール樹脂の配合割合は、前記（Ａ）
ジシクロペンタジエン・フェノール類変性エポキシ樹脂
のエポキシ基（ａ）と（Ｂ）ノボラック型フェノール樹
脂のフェノール性水酸基（ｂ）とのモル比（a/b）が、
0.1〜10の範囲であることが好ましい。モル比が、0.1未
満もしくは、10を超えると耐湿性、成形作業性および硬
化物の電気特性が悪くなり、いずれの場合も好ましくな
い。
ジシクロペンタジエン・フェノール類変性エポキシ樹脂
のエポキシ基（ａ）と（Ｂ）ノボラック型フェノール樹
脂のフェノール性水酸基（ｂ）とのモル比（a/b）が、
0.1〜10の範囲であることが好ましい。モル比が、0.1未
満もしくは、10を超えると耐湿性、成形作業性および硬
化物の電気特性が悪くなり、いずれの場合も好ましくな
い。
本発明で用いる（Ｃ）溶融層と結晶層とを有するシリカ
粉末としては、表面に結晶層を、中心部に溶融層を有
するシリカ粉末、表面に溶融層を、中心部に結晶層を
有するシリカ粉末、その他溶融層と結晶層を部分的に
有するシリカ粉末等が用いられ、要は溶融層と結晶層を
もっておればよい。の場合、溶融シリカ粉末の表面層
を瞬間的に冷却して製造される。の場合は結晶性シリ
カ粉末の表面層を瞬間的に、プラズマ炎、カーボンアー
ク等で溶融して製造される。溶融層と結晶層を有するシ
リカ粉末の配合割合は、樹脂組成物に対して20〜90重量
％の範囲であることが好ましい。20重量％未満では、熱
膨脹係数が大きく、熱伝導率が小さく好ましくない。90
重量％を超えるとかさばりが大きく、かつ成形性が悪く
実用に適さない。
粉末としては、表面に結晶層を、中心部に溶融層を有
するシリカ粉末、表面に溶融層を、中心部に結晶層を
有するシリカ粉末、その他溶融層と結晶層を部分的に
有するシリカ粉末等が用いられ、要は溶融層と結晶層を
もっておればよい。の場合、溶融シリカ粉末の表面層
を瞬間的に冷却して製造される。の場合は結晶性シリ
カ粉末の表面層を瞬間的に、プラズマ炎、カーボンアー
ク等で溶融して製造される。溶融層と結晶層を有するシ
リカ粉末の配合割合は、樹脂組成物に対して20〜90重量
％の範囲であることが好ましい。20重量％未満では、熱
膨脹係数が大きく、熱伝導率が小さく好ましくない。90
重量％を超えるとかさばりが大きく、かつ成形性が悪く
実用に適さない。
本発明の封止用樹脂組成物は、ジシクロペンタジエン・
フェノール類変性エポキシ樹脂、ノボラック型フェノー
ル樹脂、溶融層と結晶層とを有するシリカ粉末を必須成
分とするが必要に応じて、例えば天然ワックス類、合成
ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、エステル類などの離
型剤、臭素化ノボラック型エポキシ樹脂、テトラブロム
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、三酸化アンチモンな
どの難燃剤、カーボンブラックなどの着色剤、シランカ
ップリング剤、種々の硬化促進剤等を適宜添加配合して
もよい。
フェノール類変性エポキシ樹脂、ノボラック型フェノー
ル樹脂、溶融層と結晶層とを有するシリカ粉末を必須成
分とするが必要に応じて、例えば天然ワックス類、合成
ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、エステル類などの離
型剤、臭素化ノボラック型エポキシ樹脂、テトラブロム
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、三酸化アンチモンな
どの難燃剤、カーボンブラックなどの着色剤、シランカ
ップリング剤、種々の硬化促進剤等を適宜添加配合して
もよい。
本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として調整する場
合の一般的な方法としては、ジシクロペンタジエン・フ
ェノール類変性エポキシ樹脂、ノボラック型フェノール
樹脂、溶融層と結晶層とを有するシリカ粉末、その他を
所定の組成比に選択した原料組成分を、混練ロールによ
って十分均一に混合した後、更に熱ロールによる溶融混
合処理、またはニーダ等による混合処理を行い、次いで
冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料とする
ことができる。
合の一般的な方法としては、ジシクロペンタジエン・フ
ェノール類変性エポキシ樹脂、ノボラック型フェノール
樹脂、溶融層と結晶層とを有するシリカ粉末、その他を
所定の組成比に選択した原料組成分を、混練ロールによ
って十分均一に混合した後、更に熱ロールによる溶融混
合処理、またはニーダ等による混合処理を行い、次いで
冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料とする
ことができる。
本発明の封止用樹脂組成物を電子部品或いは電気部品の
封止、被覆、絶縁等に適用した場合に優れた特性および
信頼性を付与することができる。
封止、被覆、絶縁等に適用した場合に優れた特性および
信頼性を付与することができる。
本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は、
以下の実施例に限定されるものではない。以下単に部と
あるはいずれも重量部を意味する。
以下の実施例に限定されるものではない。以下単に部と
あるはいずれも重量部を意味する。
実施例１ ジシクロペンタジエン・ｐ−フェノール重合エポキシ樹
脂（エポキシ当量305）20部にノボラック型フェノール
樹脂（フェノール当量107）７部、溶融層と結晶層とを
有する（表面に溶融層を有し、内部に結晶層を有する）
シリカ粉末（平均粒子20〜25μ）70部、離型剤３部を常
温で混合し、80〜90℃で混練して封止用樹脂組成物を
得、冷却した後粉砕して成形材料を製造した。得られた
成形材料をタブレット化し、予熱してトランスファー成
形で170℃に加熱した金型内に注入し硬化させて成形品
を得た。この成形品について、熱膨脹係数、熱伝導率、
ガラス転移点、曲げ弾性率を測定した。その結果を第１
表に示した。
脂（エポキシ当量305）20部にノボラック型フェノール
樹脂（フェノール当量107）７部、溶融層と結晶層とを
有する（表面に溶融層を有し、内部に結晶層を有する）
シリカ粉末（平均粒子20〜25μ）70部、離型剤３部を常
温で混合し、80〜90℃で混練して封止用樹脂組成物を
得、冷却した後粉砕して成形材料を製造した。得られた
成形材料をタブレット化し、予熱してトランスファー成
形で170℃に加熱した金型内に注入し硬化させて成形品
を得た。この成形品について、熱膨脹係数、熱伝導率、
ガラス転移点、曲げ弾性率を測定した。その結果を第１
表に示した。
実施例２ 実施例１において、シリカ粉末の代わりに溶融層と結晶
層とを有する（表面に結晶層を有し、内部に溶融層をも
つ）シリカ粉末（平均粒子20μ）の70部を用いた以外は
総て同一にして成形材料を得、次いで成形品を製造し
た。その特性の測定を行った結果を第１表に示した。
層とを有する（表面に結晶層を有し、内部に溶融層をも
つ）シリカ粉末（平均粒子20μ）の70部を用いた以外は
総て同一にして成形材料を得、次いで成形品を製造し
た。その特性の測定を行った結果を第１表に示した。
比較例１ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
1）20部にノボラック型フェノール樹脂（フェノール当
量107）10部、溶融シリカ粉末70部、離型剤等３部を実
施例１と同様に、操作処理して、成形材料、成形品を得
た。得られた成形品について特性を測定した結果を第１
表に示した。
1）20部にノボラック型フェノール樹脂（フェノール当
量107）10部、溶融シリカ粉末70部、離型剤等３部を実
施例１と同様に、操作処理して、成形材料、成形品を得
た。得られた成形品について特性を測定した結果を第１
表に示した。
比較例２ 比較例１において、溶融シリカの代りに結晶性シリカ粉
末を用いた以外は総て比較例１と同様に行い、成形材
料、成形品を得て特性を測定した。その結果を第１表に
示した。
末を用いた以外は総て比較例１と同様に行い、成形材
料、成形品を得て特性を測定した。その結果を第１表に
示した。
〔発明の効果〕 前記の如く、本発明の封止用樹脂組成物は内部応力の緩
和性に優れ、熱伝導率が大きいため、耐湿性に優れ、樹
脂クラック、ベレットクラック等がなく、また熱放散性
がよいため、パワー半導体等の機器に効果がある。この
樹脂組成物を電子・電気部品の封止用に用いると、十分
な信頼性を得ることができる。
和性に優れ、熱伝導率が大きいため、耐湿性に優れ、樹
脂クラック、ベレットクラック等がなく、また熱放散性
がよいため、パワー半導体等の機器に効果がある。この
樹脂組成物を電子・電気部品の封止用に用いると、十分
な信頼性を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０８Ｌ 63/00 ＮＫＸ ＮＬＤ Ｈ０１Ｌ 23/29 23/31
Claims (2)
- 【請求項１】（Ａ）下記一般式〔Ｉ〕で表わされるジシ
クロペンタジエン・フェノール類変性エポキシ樹脂 〔式中Ｒは水素原子または炭素数１〜９のアルキル基、
ｎは０〜15の整数を示す。〕 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂 （Ｃ）溶融層と結晶層とを有するシリカ粉末 を必須成分とし、 かつ全組成物に対して前記（Ｃ）溶融層と結晶層とを有
するシリカ粉末を20〜90重量％含有することを特徴とす
る封止用樹脂組成物。 - 【請求項２】エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ）と、ノボ
ラック型フェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）の
モル比（a/b）が、0.1〜10の範囲内であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の封止用樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60135024A JPH0717730B2 (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | 封止用樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60135024A JPH0717730B2 (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | 封止用樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61293219A JPS61293219A (ja) | 1986-12-24 |
| JPH0717730B2 true JPH0717730B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=15142149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60135024A Expired - Fee Related JPH0717730B2 (ja) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | 封止用樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0717730B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1257434A (en) * | 1985-08-26 | 1989-07-11 | Gary W. Bogan | Encapsulating compositions |
| JPS62246921A (ja) * | 1986-04-19 | 1987-10-28 | Toshiba Chem Corp | 封止用樹脂組成物 |
| JP2621429B2 (ja) * | 1988-10-19 | 1997-06-18 | 三菱電機株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| JPH06298903A (ja) * | 1993-04-19 | 1994-10-25 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
| JP2675746B2 (ja) * | 1993-10-26 | 1997-11-12 | 松下電工株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂成形材料 |
| US5998566A (en) | 1994-12-05 | 1999-12-07 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Phenol derivatives and process for their production |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4390680A (en) | 1982-03-29 | 1983-06-28 | The Dow Chemical Company | Phenolic hydroxyl-containing compositions and epoxy resins prepared therefrom |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168618A (ja) * | 1985-01-22 | 1986-07-30 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
-
1985
- 1985-06-20 JP JP60135024A patent/JPH0717730B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4390680A (en) | 1982-03-29 | 1983-06-28 | The Dow Chemical Company | Phenolic hydroxyl-containing compositions and epoxy resins prepared therefrom |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61293219A (ja) | 1986-12-24 |
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