JPH0739465B2 - 封止用樹脂組成物およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、低応力で耐湿性に優れた、電子または電気部
品の封止用樹脂組成物およびその製造方法に関する。

（従来技術） 従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路などの電子
部品を熱硬化性樹脂を用いて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、経済的に有利で
あるために広く実用化されている。樹脂封止に用いられ
る熱硬化性樹脂組成物の中でもエポキシ樹脂組成物が最
も一般的に用いられている。エポキシ樹脂組成物には、
酸無水物、芳香族アミン、ノボラック型フェノール樹脂
等の硬化剤が使用されているが、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組成物は、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材料として広
く用いられている。

しかしながら、ノボラック型フェノール樹脂を硬化剤と
したエポキシ樹脂組成物は、成形硬化時に収縮して半導
体素子に応力がかかり、素子の信頼性を劣化させるとい
う欠点がある。こうした樹脂組成物を使用した成形品の
温寒サイクルテストを行うと、ボンディングワイヤのオ
ープン、樹脂クラック、ペレットクラック等が発生し、
電子部品としての機能が果せなくなるという問題があっ
た。また、樹脂組成物の低応力化を図るため第三成分を
添加する方法があるが、第三成分が二次凝集物を形成
し、樹脂組成物中に均一に分散できず、そのために低応
力特性にバラツキが生ずるという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもの
で、低応力特性のバラツキがなく、耐湿性に優れ、か
つ、従来のエポキシ樹脂組成物の特性を保持した、信頼
性の高い封止用樹脂組成物およびその製造方法を提供し
ようとするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共
重合樹脂をノボラック型フェノール樹脂中に均一に分散
混合した樹脂を使用することによって低応力特性のバラ
ツキがなくなることを見いだし、本発明を完成したもの
である。すなわち、本発明は、 （Ａ）ノボラック型フェノール樹脂中に、（Ｂ）アクリ
ロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を均一に
分散混合した樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）］、（Ｃ）エポキシ
樹脂および（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とすることを
特徴とする封止用樹脂組成物である。また、（Ａ）ノボ
ラック型フェノール樹脂を溶融し、その中に（Ｂ）アク
リロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を加え
て、均一に分散混合した樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）］と、
（Ｃ）エポキシ樹脂とを粉砕し、次いで（Ｄ）無機質充
填剤及び必要に応じてその他成分を加えて混合し、更に
加熱混練した後、冷却固化粉砕することを特徴とする封
止用樹脂組成物の製造方法である。

本発明に用いる（Ａ）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、例えばエポキシ化もしくはブチル
化ノボラック型フェノール樹脂が挙げられる。ノボラッ
ク型フェノール樹脂の配合割合は、後述のエポキシ樹脂
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の範囲内にあることが望ましい。このモル比
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。従って、上記の範囲内に限定するのがよ
い。

本発明に用いる（Ｃ）エポキシ樹脂としては、その分子
中にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物である限
り、分子構造、分子量など特に制限はなく、一般封止用
材料に使用されているものを広く包含することができ
る。例えば、ビスフェノール型の芳香族系、シクロヘキ
サン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示される
エポキシノボラック系の樹脂が挙げられる。

（但し、式中R¹は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル
基を、R²は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上の整
数を表す） これらのエポキシ樹脂は、１種又は２種以上混合して用
いる。

本発明に用いる（Ｂ）アクリロニトリル・ブタジエン・
スチレン共重合樹脂としては、スチレン・アクリロニト
リル共重合物とブタジエン・アクリロニトリルゴムのブ
レンド形のもの、ポリブタジエンをスチレン・アクリロ
ニトリルの混合モノマーに溶解させて懸濁重合を行った
ラテックス形のものがあり、どちらでもよい。アクリロ
ニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂の配合は、
ノボラック型フェノール樹脂にアクリロニトリル・ブタ
ジエン・スチレン共重合樹脂を均一に分散混合した樹脂
［（Ａ）＋（Ｂ）］に対して0.1〜90重量％の割合で含
有することが望ましい。その割合が0.1重量％未満で
は、低応力、温寒サイクルに耐え得る効果はなく、また
90重量％を超えると、ノボラック型フェノール樹脂中に
均一な分散混合ができない。アクリロニトリル・ブタジ
エン・スチレン共重合樹脂は、ノボラック型フェノール
樹脂中に加熱溶融混合し、均一に分散混合する。ノボラ
ック型フェノール樹脂中に均一分散させる方法は、ノボ
ラック型フェノール樹脂の融点以上の温度に加温できる
装置（容器）の中にノボラック型フェノール樹脂を入れ
て、融点以上に加温し完全に溶融液体とした後、アクリ
ロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を加え
て、好ましくは150℃以上で20分間以上撹拌し、均一に
分散混合させる。ノボラック型フェノール樹脂中にアク
リロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を分散
混合させた樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）］は、全体の樹脂組成
物に対して１〜30重量％の割合で含有することが望まし
い。その配合割合が１重量％未満では低応力に効果な
く、また30重量％を超えると耐湿性が劣化するので好ま
しくない。

本発明に用いる（Ｄ）無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、炭酸カルシ
ウム、チタンホワイト、クレー、アスベスト、マイカ、
ベンガラ、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられ、これら
は１種で又は２種以上混合して使用する。これらの中で
も特にシリカ粉末やアルミナが好ましいものである。無
機質充填剤の配合割合は、全体の組成物に対して25〜90
重量％であることが望ましい。その配合割合が25重量％
未満では、耐湿性、耐熱性、機械的特性および成形性に
効果なく、また90重量％を超えると、かさばりが大きく
なり、成形性が悪くて、実用に適さない。

本発明の封止用樹脂組成物は、ノボラック型フェノール
樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合
樹脂、エポキシ樹脂および無機質充填剤を必須成分とす
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，酸アミド，エステル類，パ
ラフィン類などの離型剤、塩素化パラフィン，ブロムト
ルエン，ヘキサブロムベンゼン，三酸化アンチモンなど
の難燃剤、シランカップリング剤、種々の硬化促進剤等
を適宜添加配合することもできる。

本発明の封止用樹脂組成物の製造方法は、アクリロニト
リル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を、ノボラック
型フェノール樹脂中に加熱混合、均一に分散混合させた
樹脂を使用すればよく、特にその製造方法に限定される
ことはない。しかし、通常次のようにして製造される。
ノボラック型フェノール樹脂の融点以上の温度に加温で
きる装置（容器）、例えば万能混合機、強力ニーダー、
加熱反応釜等を使用し、この中にノボラック型フェノー
ル樹脂を仕込み、融点以上に加熱して完全に溶融させた
後、ノボラック型フェノール樹脂に対して0.1〜90重量
％量のアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合
樹脂を投入し、好ましくは150℃以上で20分間以上撹拌
して、均一に分散混合させる。アクリロニトリル・ブタ
ジエン・スチレン共重合樹脂を均一に分散混合させたノ
ボラック型フェノール樹脂、エポキシ樹脂とを粉砕し、
次いで無機質充填剤およびその他の成分を所定の組成比
に選択した原料組成分をミキサー等によって十分均一に
混合した後、更に熱ロール、押出機又はニーダー等によ
って加熱混練処理を行ない、冷却固化するのをまち適当
な大きさに粉砕して封止用樹脂組成物を製造する。以
上、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂をノボラック型フェノール樹脂中に分散混合し、次い
で他の成分を配合する製造方法を説明したが、ノボラッ
ク型フェノール樹脂の製造工程においてアクリロニトリ
ル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を均一分散混合し
た樹脂をつくっておき、必要に応じて必要量他成分と配
合混練してもよい。

（作用） アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂
を、ノボラック型フェノール樹脂中に均一に分散混合す
ることによって、二次凝集物の生成を少くし、低応力特
性のバラツキをなくすことができる。アクリロニトリル
・ブタジエン・スチレン共重合樹脂の粒径は、もともと
数μｍ以下の大きさであるが、他の成分と混合混練を行
うとアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂の粒子が凝集して粒径数百μｍの二次凝集物を生成
し、低応力特性が低下したり、また低応力特性のバラツ
キが生じ、信頼性を損ねる結果となる。従って、単にア
クリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、ノ
ボラック型フェノール樹脂、エポキシ樹脂、無機質充填
剤を混合混練するのでなく、予めアクリロニトリル・ブ
タジエン・スチレン共重合樹脂をノボラック型フェノー
ル樹脂中に十分均一に分散混合させておけば、二次凝集
物の生成が小さく、また少くなり、かつ、低応力特性に
優れバラツキ等がなくなることを確認したものである。
混合条件（温度、時間等）によりアクリロニトリル・ブ
タジエン・スチレン共重合樹脂の粒径を任意に調整する
ことが可能であるが、好ましくは分散状態を粒径0.1〜5
0μｍの範囲内にしたほうがよい。

こうして得られた本発明の封止用樹脂組成物は電子ある
いは電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用することがで
きる。

（実施例） 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。以下の実施例お
よび比較例において「％」とあるのは「重量％」を意味
する。

樹脂の製造 ノボラック型フェノール樹脂（フェノール当量1078）80
％を万能混合機に入れて150℃に加熱する。ノボラック
型フェノール樹脂が完全に溶融した後、アクリロニトリ
ル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂20％を加えて１時
間加熱撹拌混合して、アクリロニトリル・ブタジエン・
スチレン共重合樹脂が均一に分散混合した樹脂（以下Ｐ
−ANBS樹脂という）をつくった。

実施例 １ Ｐ−ANBS樹脂12％とクレゾールノボラックエポキシ樹脂
（エポキシ当量215）18％をヤリヤ粉砕機のスクリーン2
mmで粉砕し、溶融シリカ粉65％およびその他成分５％を
常温で混合し、さらに90〜100℃で混練冷却した後、粉
砕して封止用樹脂組成物を製造した。得られた組成物を
175℃に加熱した金型内にトランスファー注入し硬化さ
せて成形品（封止品）を得た。この成形品について、耐
湿性、歪、ABS樹脂の粒径、その他の試験を行ったの
で、その結果を第１表に示した。本発明の封止用樹脂組
成物は、ABS樹脂がよく分散して、温寒サイクル、耐湿
性、低応力特性に優れており、本発明の顕著な効果が認
められた。

実施例 ２ Ｐ−ANBS樹脂10％とクレゾールノボラックエポキシ樹脂
（エポキシ当量215）20％をヤリヤ粉砕機のスクリーン2
mmで粉砕し、溶融シリカ粉65％およびその他成分５％を
配合し、実施例１と同様にして封止用樹脂組成物および
成形品をつくった。また同様に諸特性の試験を行ったの
でその結果を第１表に示した。実施例１と同様に本発明
の顕著な効果が確認された。

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
5）18.5％にノボラック型フェノール樹脂（フェノール
当量107）９％、ABS樹脂2.5％、溶融シリカ粉65％およ
びその他成分５％を常温で混合し、さらに90〜100℃で
混練冷却した後、粉砕して封止用樹脂組成物を製造し
た。次いでこの組成物を用いて成形品を得、実施例と同
様にして諸特性を試験したのでその結果を第１表に示し
た。

比較例 ２ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）20％にノボラック型フェノール樹脂（フェノール当
量107）10％、溶融シリカ粉65％およびその他成分５％
比較例１と同様にして封止用樹脂組成物、成形品を得、
また同様にして諸特性を試験したのでその結果を第１表
に示した。

［発明の効果］ 以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物およびその製造方法によれば、アクリ
ロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂をノボラ
ック型フェノール樹脂中に加熱混合均一に分散混合する
ことによって、二次凝集物も小さく、低応力特性に優れ
バラツキがなく、耐湿性に優れ、かつ従来のエポキシ樹
脂組成物と同等の特性を有したものが得られた。この組
成物を用いた電子部品又は電気部品には、優れた信頼性
を付与することができる。

フロントページの続き (72)発明者 村上 信二 埼玉県川口市領家５丁目14番25号 東芝ケ ミカル株式会社川口工場内 (72)発明者 善積 章 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−62512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−230732（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−8315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−1220（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−141018（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）ノボラック型フェノール樹脂中に、
   （Ｂ）アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合
   樹脂を均一に分散混合した樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）］、
   （Ｃ）エポキシ樹脂および（Ｄ）無機質充填剤を必須成
   分とすることを特徴とする封止用樹脂組成物。
2. 【請求項２】アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン
   共重合樹脂が、樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）］に対して0.1〜9
   0重量％の割合で含有する特許請求の範囲第１項記載の
   封止用樹脂組成物。
3. 【請求項３】樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）］が、全体の樹脂組
   成物に対して１〜30重量％の割合で含有する特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の封止用樹脂組成物。
4. 【請求項４】無機質充填剤が、全体の樹脂組成物に対し
   て25〜90重量％の割合で含有する特許請求の範囲第１項
   ないし第３項いずれか記載の封止用樹脂組成物。
5. 【請求項５】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水酸基（ｂ）とのモ
   ル比［（ａ）／（ｂ）］が0.1〜10の範囲内にある特許
   請求の範囲第１項ないし第４項いずれか記載の封止用樹
   脂組成物。
6. 【請求項６】（Ａ）ノボラック型フェノール樹脂を溶融
   し、その中に（Ｂ）アクリロニトリル・ブタジエン・ス
   チレン共重合樹脂を加えて、均一に分散混合した樹脂
   ［（Ａ）＋（Ｂ）］と、（Ｃ）エポキシ樹脂とを粉砕
   し、次いで（Ｄ）無機質充填剤及び必要に応じてその他
   成分を加えて混合し、更に加熱混練した後、冷却固化粉
   砕することを特徴とする封止用樹脂組成物の製造方法。