JPH083426A

JPH083426A - 成形用エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH083426A
Application number: JP6136049A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Hirano; 泰弘平野; Masatsugu Akiba; 真継秋庭; Hiroshi Shiomi; 浩塩見; Noriaki Saito; 憲明斉藤
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1996-01-09
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: JP3413962B2

Abstract

(57)【要約】【目的】流れ性と耐パッケージクラック性が優れ、高Tg
を示す成形物を与える成形用樹脂組成物を提供するこ
と。【構成】１５０℃での溶融粘度が１ポイズ以上２０ポイ
ズ以下のエポキシ樹脂中に、平均粒径０．１μｍ以上
１．５μｍ以下の球状粉末（ｘ成分）と、平均粒径２μ
ｍ以上１５μｍ以下の球状粉末（ｙ成分）と、平均粒径
が２０μｍ以上７０μｍ以下の球状粉末（ｚ成分）、ま
たはこれらと破砕状粉末（ｍ成分）からなる充填材を含
有してなり、ｘ、ｙ、ｚ成分の合計体積に占める各ｘ、
ｙ、ｚ成分の割合が、それぞれ１０体積％以上２４体積
％以下、０．１体積％以上３６体積％以下、５７体積％
以上７６体積％以下であり、ｍ成分の充填材に占める割
合が１重量％以上３０重量％以下であり、硬化物のガラ
ス転移点温度が１５０℃以上であることを特徴とする成
形用エポキシ樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形やトランスフ
ァー成形に適した充填材含有エポキシ樹脂組成物に関
し、特に、電子部品の封止用材料として有用なエポキシ
樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＬＳＩ、ＩＣ、トランジスタ等、
半導体の封止には、経済的に有用なエポキシ樹脂組成物
のトランスファーモールドが行われている。特に、最近
では、ＬＳＩの表面実装が行われており、半導体の基盤
への実装時に半導体パッケージが直接半田浴中に浸漬さ
れる場合が増えてきている。この時、封止パッケージが
200 ℃以上の高温にさらされるため、封止パッケージ中
に吸湿していた水分が膨張してクラックが入ったり、熱
ストレスによる応力のため素子や金属フレームと封止材
界面との間に剥離を生じる。クラックや剥離界面から侵
入した湿気等の影響により、素子の不良が発生すること
が問題となっている。このため樹脂封止材には低吸湿性
および耐クラック性が要求される。現状では、ｏ−クレ
ゾールノボラックのグリシジルエーテル化物やテトラメ
チルビフェノールのグリシジルエーテル化物等のエポキ
シ化合物を通常使用する。これらの化合物にシリカ等の
無機充填材を加えて封止材とするが、近年の技術動向と
して充填材の含有量を上げる検討がなされている。例え
ばシリカ系充填材の含量を増すことにより樹脂に由来す
る吸湿量を低減させ、かつシリコンチップと半導体パッ
ケージとの熱膨張率を近づけることで熱時の発生応力を
緩和する手法でパッケージクラックや剥離の発生を回避
する方策が有効とされてきている。

【０００３】シリカ系充填材の含量を増加させるため
に、使用するエポキシ樹脂の粘度を低減させる方法が考
えられる。しかし、一般にエポキシの粘度を低減すると
硬化物のガラス転移点温度（Tg）は低下する傾向にあ
る。Tgを超えた温度領域では硬化成形物の力学物性は低
下することから、パワーＩＣ等、パッケージ自身に耐熱
性を必要とする分野等に高Tgを示す封止材が要求されて
いる。また、近年、電機製品や家電製品は小型化する傾
向にある。耐熱性の低い材料を用いた場合では電子封止
部品を発熱部位から遠ざけて設置しなければならないと
の制限があるが、高Tgを示す封止材によってこの制限の
必要性が低下し、製品設計の自由度が広がる。この様な
事情からも耐熱性のある材料が求められている。テトラ
メチルビフェノールのグリシジルエーテル化物等のエポ
キシ化合物は溶融粘度が低く、シリカ高充填に適しては
いるが、Tgは１２０〜１４０℃と低い。テトラメチルビ
フェノールのグリシジルエーテル化物をアミン系硬化剤
と組み合わせることでTgを１５０℃以上に設定すること
は可能であるが、この場合は成形物の耐湿信頼性が低下
し、封止材として使用する利点が小さくなる。ｏ−クレ
ゾールノボラックのグリシジルエーテル化物等の多官能
エポキシ化合物を用いると、Tgは１５０〜２００℃と高
くなるものの、溶融粘度が比較的大きいためパッケージ
クラックを防ぐだけのシリカ高充填の達成が困難にな
る。例えば、パッケージクラックを防止するまで高充填
を行うと樹脂組成物の流れ性が大きく損なわれ、成形が
不可能となる。この様にシリカの高充填と高Tgの達成は
相反する関係にあった。

【０００４】また、パッケージクラックを回避する方法
として樹脂自身の耐熱性を上げる手法や、反応性シリコ
ーンとの変性により低応力化する手法が知られている。
この場合は充填材量の割合が樹脂組成物に対し６５〜８
０重量％であってもパッケージクラックを防ぐことがで
きる。しかしながら多官能化による高耐熱性化や、シリ
コーンによる低応力化に伴い樹脂成分の粘度はさらに増
大するため、十分な流れ性を確保しつつ、さらなる高性
能化のための異種成分の添加やシリカの増量等といった
処方上の自由度が小さくなる。この様に封止材の高性能
化と流れ性の増大も相反する関係にあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、流れ
性と耐パッケージクラック性が優れ、高Tgを示す成形物
を与える成形用樹脂組成物を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討を
重ねた結果、特定配合の充填材を配合した樹脂組成物が
本発明の目的を達成することを見出し、本発明を完成す
るに至った。すなわち本発明は以下の通りである。

【０００７】（１）１５０℃での溶融粘度が１ポイズ以
上２０ポイズ以下のエポキシ樹脂中に、平均粒径０．１
μｍ以上１．５μｍ以下の球状粉末（ｘ成分）と、平均
粒径２μｍ以上１５μｍ以下の球状粉末（ｙ成分）と、
平均粒径が２０μｍ以上７０μｍ以下の球状粉末（ｚ成
分）からなる充填材を含有してなり、ｘ、ｙ、ｚ成分の
合計体積に占める各ｘ、ｙ、ｚ成分の割合が、それぞれ
１０体積％以上２４体積％以下、０．１体積％以上３６
体積％以下、５７体積％以上７６体積％以下であり、硬
化物のガラス転移点温度が１５０℃以上であることを特
徴とする成形用エポキシ樹脂組成物。

【０００８】（２）１５０℃での溶融粘度が１ポイズ以
上２０ポイズ以下のエポキシ樹脂中に、平均粒径０．１
μｍ以上１．５μｍ以下の球状粉末（ｘ成分）と、平均
粒径２μｍ以上１５μｍ以下の球状粉末（ｙ成分）と、
平均粒径が２０μｍ以上７０μｍ以下の球状粉末（ｚ成
分）と、破砕状粉末（ｍ成分）からなる充填材を含有し
てなり、ｘ、ｙ、ｚ成分の合計体積に占める各ｘ、ｙ、
ｚ成分の割合が、それぞれ１０体積％以上２４体積％以
下、０．１体積％以上３６体積％以下、５７体積％以上
７６体積％以下であり、ｍ成分の充填材に占める割合が
１重量％以上３０重量％以下であり、硬化物のガラス転
移点温度が１５０℃以上であることを特徴とする成形用
エポキシ樹脂組成物。

【０００９】（３）エポキシ樹脂が多官能フェノール類
のグリシジルエーテル化物で、該充填材の全組成物に対
する割合が６０重量％以上９４重量％以下であり、ＥＭ
ＭＩ−１−６６の規格に準じて１７５℃×７０kg/ cm²
で測定したスパイラルフローが２０インチ以上である上
記（１）または（２）記載の成形用エポキシ樹脂組成
物。

【００１０】以下に本発明の内容を具体的に説明する。
本発明で使用される球状粉末としては、例えばシリカ、
アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、珪
砂、珪石粉末、タルク、ホワイトカーボン、アエロジ
ル、ウォラストナイト、マイカ、クレー、ガラス球、金
属球等があり、熱膨張率および高純度の面から溶融シリ
カ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ粉末等からなる球状
粉末が好ましい。

【００１１】球状粉末の形状は鋭利な角を持たないアス
ペクト比１．０〜１．２の実質的な球形であれば良い。
溶射法やゾル−ゲル法で作製された市販球状シリカ粉末
程度の球形度を持つものが好ましいが、これらより真球
に近い物はさらに好ましい。また、球形化処理が困難な
場合には微粉末化してからメカノケミカル的手法により
バインダを加えて球形化することによっても球状粉末が
得られる。

【００１２】破砕状粉末の形状は角を持つ多面体等の異
形体であれば良い。中でも合成あるいは天然の石英塊を
粉砕して得られる非晶性または結晶性の石英破砕状粉末
が適し、具体的には溶融破砕シリカ等が好適である。

【００１３】本発明で用いる球状粉末はｘ、ｙ、ｚ成分
の三群からなる。ｘ、ｙ、ｚ成分の平均粒径は、それぞ
れ０．１μｍ以上１．５μｍ以下、２μｍ以上１５μｍ
以下、２０μｍ以上７０μｍ以下であり、好ましくはそ
れぞれ０．１μｍ以上１μｍ以下、２μｍ以上１０μｍ
以下、２０μｍ以上５０μｍ以下である。本発明で用い
る各球状粉末の粒径分散は狭い方が好ましく、さらには
単一分散に近いものが適している。このためｘ、ｙ、ｚ
成分共に分級操作で粒径を揃える操作を行ったものを使
用することが好ましい。なお、本発明での平均粒径とは
レーザー散乱粒度分布計等の粒度分布測定装置を用いて
粒子径分布を測定した場合の、重量累積５０％の時の粒
径値で定義される。

【００１４】球状粉末ｘ、ｙ、ｚ成分の配合比は、ｘと
ｙとｚ成分の計算上の合計体積に対するｘ、ｙ、ｚ成分
の体積の割合はそれぞれ１０体積％以上２４体積％以
下、０．１体積％以上３６体積％以下、５７体積％以上
７６体積％以下であるが、それぞれ１０体積％以上２０
体積％以下、４体積％以上３０体積％以下、６０体積％
以上７６体積％以下がさらに好ましい。この範囲以外で
は樹脂組成物の流れ性は低下する。

【００１５】本発明での上記の体積％の記載はｘ、ｙ、
ｚ成分のそれぞれの重量を各成分の真比重で割った値を
それぞれの成分の体積として計算したものである。一般
に、粒子径分布を持つ粒子の見掛けの体積は、測定容器
への充填の仕方、異種の粒子の集合体を混合する場合に
はその混合の前後等で変化する。従って、本発明では粒
子集合体の各成分の体積％の計算に見掛けの体積を使わ
ない。

【００１６】本発明で使用される破砕状粉末（ｍ成分）
は平均粒径が１μｍ以上７０μｍ以下、好ましくは１μ
ｍ以上３０μｍ以下のものが用いられる。破砕状粉末
（ｍ成分）の配合比は球状粉末ｘ、ｙ、ｚ成分および破
砕状粉末ｍ成分の合計重量に対するｍ成分の重量の割合
が１重量％以上３０重量％以下で規定される。配合量が
この範囲未満であると樹脂の種類、封止装置や金型の形
状によって発生するバリやフラッシュ（樹脂分の滲み出
しによる樹脂薄膜）の低減効果に乏しく、この範囲を超
えると樹脂組成物の流れ性が低下する。

【００１７】本発明で使用する充填材は予め十分混合し
ておくことが好ましい。具体的には回転翼や空気を利用
するミキサーやコニーダー等の装置、容器を振動、震
盪、回転させる装置等を用いて混合することができる。
充填材が十分混合されているかどうかの判定には異なる
場所でのサンプルの粒度分布を測定し、それらが実質的
に同一であるかどうかを調べると良い。また、必要に応
じて充填材をカップリング剤や樹脂で予め処理して用い
ても良い。処理の方法としては溶媒を用いて混合した後
に溶媒を留去する方法や、直接充填材に配合し、混合機
を用いて処理する方法がある。

【００１８】本発明の充填材の量は、全組成物に対し５
０重量％以上９５重量％以下が使用できる。この範囲未
満では公知の充填材配合で十分な流れ性が得られるた
め、本発明を適用する意義が薄く、この範囲を超えると
流れ性が損なわれる。充填材の持つ低吸湿性、低熱膨張
性を活かすため、充填材量は６０重量％以上９４重量％
以下が好ましく、８３重量％以上９１重量％以下であれ
ばなお好ましい。

【００１９】本発明で使用するエポキシ樹脂としては、
溶融粘度が１５０℃で１ポイズ以上２０ポイズ以下のエ
ポキシ樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂の粘度
が１ポイズ未満であると高Tgを示しつつ、優れた硬化物
性を示す半導体用封止成形物を得ることが困難であり、
２０ポイズを超えると十分な流れ性を確保しつつ、パッ
ケージクラックを防止する量の充填材や高性能化のため
の成分の添加が困難となり、処方上の自由度が減少す
る。

【００２０】この様なエポキシ樹脂としては、分子中に
二個以上のエポキシ基を持つ多官能エポキシ樹脂があげ
られ、具体的に例示すると、フェノール、ｏ−クレゾー
ル、カテコール等のフェノール類やヒドロキシナフタレ
ン、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルム
アルデヒド等のアルデヒド類との反応生成物であるポリ
フェノール系やポリナフトール系ノボラック樹脂類、フ
ェノール、ｏ−クレゾール、メチル−t-ブチルフェノー
ル等のフェノール類とヒドロキシベンズアルデヒド等の
芳香族アルデヒド類との縮合により得られたトリチル骨
格含有ポリフェノール類、フェノール、ｏ−クレゾー
ル、カテコール等のフェノール類やヒドロキシナフタレ
ン、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とキシリ
レンジクロリド類等との反応生成物であるポリアラルキ
ルフェノール樹脂類やポリアラルキルナフトール樹脂
類、フェノール、ｏ−クレゾール、カテコール等のフェ
ノール類やヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシナフタ
レン等のナフトール類と、ジシクロペンタジエンやリモ
ネン等の不飽和脂環式炭化水素類との反応生成物である
脂環式炭化水素含有ポリフェノール樹脂類やポリナフト
ール樹脂類、フェノール類やナフトール類と芳香族カル
ボニル化合物との縮合反応により得られる多価フェノー
ルや多価ナフトール類のグリシジルエーテル化合物類、

【００２１】フロログリシン、トリス（４−ヒドロキシ
フェニル）メタン、1,1,2,2,−テトラキス（4 −ヒドロ
キシフェニル）エタン、1,3 −ビス〔ビス（4 −ヒドロ
キシフェニル）メチル〕ベンゼン、1,4 −ビス〔ビス
（4 −ヒドロキシフェニル）メチル〕ベンゼン等を基本
骨格とする三価以上のフェノール類や、カリクサレン等
の環状フェノール類から誘導されるグリシジルエーテル
化合物等があり、これらのエポキシ樹脂の一種または二
種以上が使用される。中でもポリフェノール系ノボラッ
ク樹脂類、トリチル骨格含有ポリフェノール類、ポリア
ラルキルフェノール系樹脂、脂環式炭化水素含有ポリフ
ェノール樹脂類、フェノール類と芳香族カルボニル化合
物との縮合反応により得られる多価フェノールや多価ナ
フトール類等のグリシジルエーテル化合物類が好適であ
る。

【００２２】本発明のエポキシ樹脂組成物には、上記の
エポキシ樹脂以外にエポキシ樹脂組成物の粘度調整や物
性向上を目的として、下記の公知のエポキシ樹脂を添加
することも可能である。このエポキシ樹脂としては、ビ
スフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ハイドロキノン、
レゾルシン、ジヒドロキシナフタレン、ビス（4 −ヒド
ロキシフェニル）メンタン、ビス（4 −ヒドロキシフェ
ニル）ジシクロペンタン、4,4'−ジヒドロキシベンゾフ
ェノン、ビス（4 −ヒドロキシフェニル）エーテル、ビ
ス（4 −ヒドロキシ−3 −メチルフェニル）エーテル、
ビス（3,5 −ジメチル−4 −ヒドロキシフェニル）エー
テル、ビス（4 −ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビ
ス（4 −ヒドロキシ−3 −メチルフェニル）スルフィ
ド、ビス（3,5 −ジメチル−4 −ヒドロキシフェニル）
スルフィド、ビス（4 −ヒドロキシフェニル）スルホ
ン、ビス（4 −ヒドロキシ−3 −メチルフェニル）スル
ホン、ビス（3,5 −ジメチル−4 −ヒドロキシフェニ
ル）スルホン、1,1 −ビス（4 −ヒドロキシフェニル）
シクロヘキサン、1,1 −ビス（4 −ヒドロキシ−3 −メ
チルフェニル）シクロヘキサン、1,1 −ビス（3,5 −ジ
メチル−4 −ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、4,
4'−ジヒドロキシビフェニル、4,4'−ジヒドロキシ−3,
3',5,5' −テトラメチルビフェニル、ビス（ヒドロキシ
ナフチル）メタン、1,1'−ビナフトール、1,1'−ビス
（3 −t −ブチル−6 −メチル−4 −ヒドロキシフェニ
ル）ブタン等の二価フェノール類から誘導されるグリシ
ジルエーテル化合物またはテトラブロムビスフェノール
Ａ等のハロゲン化ビスフェノール類から誘導されるジグ
リシジルエーテル化合物、

【００２３】ｐ−アミノフェノール、ｍ−アミノフェノ
ール、4 −アミノメタクレゾール、6 −アミノメタクレ
ゾール、4,4' −ジアミノジフェニルメタン、3,3' −ジア
ミノジフェニルメタン、4,4' −ジアミノジフェニルエー
テル、3,4'- ジアミノジフェニルエーテル、1,4−ビス
（4 −アミノフェノキシ）ベンゼン、1,4 −ビス（3 −
アミノフェノキシ）ベンゼン、1,3 −ビス（4 −アミノ
フェノキシ）ベンゼン、1,3 −ビス（3 −アミノフェノ
キシ）ベンゼン、2,2 −ビス（4 −アミノフェノキシフ
ェニル）プロパン、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェ
ニレンジアミン、2,4 −トルエンジアミン、2,6 −トル
エンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリレ
ンジアミン、1,4 −シクロヘキサンビス（メチルアミ
ン）、1,3 −シクロヘキサンビス（メチルアミン）等か
ら誘導されるアミン系エポキシ樹脂、

【００２４】ｐ−オキシ安息香酸、ｍ−オキシ安息香
酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族カルボン酸
から誘導されるグリシジルエステル系化合物、5,5 −ジ
メチルヒダントイン等から誘導されるヒダントイン系エ
ポキシ化合物、2,2 −ビス（3,4 −エポキシシクロヘキ
シル）プロパン、2,2 −ビス〔4 −（2,3 −エポキシプ
ロピル）シクロヘキシル〕プロパン、ビニルシクロヘキ
センジオキサイド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチ
ル−3,4 −エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等
の脂環式エポキシ樹脂、ポリブタジエン等の不飽和炭化
水素化合物中の二重結合を酸化して得られる脂肪族エポ
キシ樹脂、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン等があり、こ
れらのエポキシ樹脂の一種または二種以上が使用され
る。

【００２５】本発明において用いられるエポキシ硬化剤
は公知のものが使用できる。これらを例示すると、フェ
ノール、ｏ−クレゾール、カテコール等のフェノール類
やヒドロキシナフタレン、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等のアルデヒド類との
反応生成物であるポリフェノール系やポリナフトール系
ノボラック樹脂類、フェノール、ｏ−クレゾール、カテ
コール等のフェノール類やヒドロキシナフタレン、ジヒ
ドロキシナフタレン等のナフトール類とキシリレンジク
ロリド類等との反応生成物であるポリアラルキルフェノ
ール樹脂類やポリアラルキルナフトール樹脂類、フェノ
ール、ｏ−クレゾール、カテコール等のフェノール類や
ヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシナフタレン等のナ
フトール類と、ジシクロペンタジエンやリモネン等の不
飽和脂環式炭化水素類との反応生成物である脂環式炭化
水素含有ポリフェノール樹脂類やポリナフトール樹脂
類、

【００２６】フロログリシン、トリス−（４−ヒドロキ
シフェニル）−メタン、1,1,2,2,−テトラキス（4 −ヒ
ドロキシフェニル）エタン、1,3 −ビス〔ビス（4 −ヒ
ドロキシフェニル）メチル〕ベンゼン、1,4 −ビス〔ビ
ス（4 −ヒドロキシフェニル）メチル〕ベンゼン等を基
本骨格とする三価以上のフェノール類やカリクサレン等
の環状フェノール類、ビスフェノールＡ、ビスフェノー
ルＦ、ハイドロキノン、レゾルシン、ジヒドロキシナフ
タレン、ビス（4 −ヒドロキシフェニル）エタン、ビス
（4 −ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（4 −ヒド
ロキシフェニル）ブタン、ビス（4 −ヒドロキシフェニ
ル）ペンタン、ビス（4 −ヒドロキシフェニル）ヘキサ
ン、1,3,3 −トリメチル−1 −ｍ−ヒドロキシフェニル
インダン−5 または7 −オール、ビス（4 −ヒドロキシ
フェニル）メンタン、ビス（4 −ヒドロキシフェニル）
ジシクロペンタン、4,4'−ジヒドロキシベンゾフェノ
ン、ビス（4 −ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス
（4 −ヒドロキシ−3 −メチルフェニル）エーテル、ビ
ス（3,5 −ジメチル−4 −ヒドロキシフェニル）エーテ
ル、ビス（4 −ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス
（4 −ヒドロキシ−3 −メチルフェニル）スルフィド、
ビス（3,5 −ジメチル−4 −ヒドロキシフェニル）スル
フィド、ビス（4 −ヒドロキシフェニル）スルホン、ビ
ス（4 −ヒドロキシ−3 −メチルフェニル）スルホン、
ビス（3,5 −ジメチル−4 −ヒドロキシフェニル）スル
ホン、1,1 −ビス（4 −ヒドロキシフェニル）シクロヘ
キサン、1,1 −ビス（4 −ヒドロキシ−3 −メチルフェ
ニル）シクロヘキサン、1,1 −ビス（3,5 −ジメチル−
4 −ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、4,4'−ジヒ
ドロキシビフェニル、4,4'−ジヒドロキシ−3,3',5,5'
−テトラメチルビフェニル、ビス（ヒドロキシナフチ
ル）メタン、1,1'−ビナフトール、1,1'−ビス（3 −t
−ブチル−6 −メチル−4 −ヒドロキシフェニル）ブタ
ン等の二価フェノール類またはテトラブロムビスフェノ
ールＡ等のハロゲン化ビスフェノール類、

【００２７】フェノール類と芳香族カルボニル化合物と
の縮合反応により得られる多価フェノール、マレイン
酸、フタル酸、ナジク酸、メチル−テトラヒドロフタル
酸、メチルナジク酸等のポリカルボン酸およびその無水
物、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルス
ルホン、ジアミノジフェニルエーテル、フェニレンジア
ミン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、キシリレンジ
アミン、トルエンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、
ジクロロ−ジアミノジフェニルメタン（それぞれ異性体
を含む）、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン
等のポリアミン化合物、さらにはジシアンジアミド、テ
トラメチルグアニジン等、エポキシ基と反応可能な活性
水素含有化合物が例示できる。なかでも、フェノール系
ノボラック樹脂、ナフトール系ノボラック樹脂、フェノ
ール系アラルキル樹脂、ナフトール系アラルキル樹脂、
脂環式炭化水素含有ポリフェノール樹脂、脂環式炭化水
素含有ポリナフトール樹脂が硬化性及び耐湿性の点から
好ましく用いられる。

【００２８】本発明のエポキシ樹脂組成物において、エ
ポキシ樹脂に対するエポキシ硬化剤の配合割合は、０．
７〜１．２当量が良く、さらには等量配合が好ましい。
これらの配合が等量配合から極端にずれると、耐湿性、
硬化性等が低下するので好ましくない。

【００２９】本発明のエポキシ樹脂組成物の熱硬化の方
法について述べると、硬化促進剤を用いることにより容
易に短時間で硬化せしめることが可能となる。特に封止
材に用いる場合は必須である。このような触媒について
例示すると、トリフェニルホスフィン、トリ−４−メチ
ルフェニルホスフィン、トリ−４−メトキシフェニルホ
スフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフ
ィン、トリ−２−シアノエチルホスフィンなどの有機ホ
スフィン化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフ
ェニルボレート等の有機ホスホニウム塩、トリブチルア
ミン、トリエチルアミン、１，８−ジアザビシクロ
（５，４，０）ウンデセン−７、トリアミルアミン等の
三級アミン、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム、水
酸化ベンジルトリメチルアンモニウム、トリエチルアン
モニウムテトラフェニルボレート等の４級アンモニウム
塩、イミダゾール類、三弗化ホウ素錯体、遷移金属アセ
チルアセトナート、ベンゾイルパーオキシド、ジ−ｔ−
ブチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ラウロイ
ルパーオキシド、アセチルパーオキシド、メチルエチル
ケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド、
ｔ−ブチルハイドロパーオキシド、アゾビスブチロニト
リル等のラジカル開始剤が例示されるが、これらに限定
されるものではない。これらの中でも、有機ホスフィン
化合物、イミダゾール類およびこれらの塩（具体的に
は、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレー
ト、４−メチルイミダゾールテトラフェニルボレート
等）あるいはトリエチルアンモニウムテトラフェニルボ
レートが特に好ましい。

【００３０】硬化促進剤の使用量はエポキシ樹脂１００
重量部に対して０．１〜１０重量部が使用され、さらに
好ましくは０．５〜３重量部が使用される。使用量がこ
の範囲未満では短時間での成形が困難となり、成形物の
単位時間当たりの生産性が低下する。また、この範囲を
超えると高温での硬化性が必要以上に大きくなり、操作
性が難しくなったり、コンパウンドの保存安定性が低下
する等の問題点が生じる。

【００３１】また、硬化速度を調整するために、公知の
重合禁止剤を併用することも可能である。例示すると、
2,6−ジ−ｔ−ブチル−4 −メチルフェノール、2,2'−
メチレンビス（4 −エチル−6 −ｔ−ブチルフェノー
ル）、4,4'−メチレンビス（2,6−ジ−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）、ハイドロキノンモノメチルエーテル等
のフェノール類、ハイドロキノン、カテコール、ｐ−ｔ
−ブチルカテコール、2,5 −ジ−ｔ−ブチルハイドロキ
ノン、メチルハイドロキノン、ｔ−ブチルハイドロキノ
ン、ピロガロール等の多価フェノール、フェノチアジ
ン、ベンゾフェノチアジン、アセトアミドフェノチアジ
ン等のフェノチアジン系化合物、Ｎ−ニトロソジフェニ
ルアミン、Ｎ−ニトロソジメチルアミン等のＮ−ニトロ
ソアミン系化合物がある。

【００３２】本発明の樹脂組成物において、その他必要
に応じて天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸及び
その金属塩類、若しくはパラフィン等の離型剤あるいは
カーボンブラックのような着色剤、さらに、シランカッ
プリング剤等の表面処理剤等を添加してもよい。また難
燃化のために三酸化アンチモン、リン化合物、ブロム化
エポキシ樹脂等の難燃剤を加えてもよい。難燃効果を出
すためにはブロム化エポキシ樹脂が特に好ましい。

【００３３】また、例えば低応力化するには、各種エラ
ストマーを添加またはあらかじめ反応して用いてもよ
い。具体的には、ポリブタジエン、ブタジエン−アクリ
ロニトリル共重合体、シリコーンゴム、シリコーンオイ
ル等の添加型あるいは反応型のエラストマーが挙げられ
る。

【００３４】このようにして得られた樹脂組成物はロー
ルあるいはコニーダー等の一般の混練機により、溶融混
合することによりコンパウンド化が可能である。

【００３５】本発明による樹脂組成物を用いて半導体
等、電子部品を封止するには、トランスファーモール
ド、コンプレッションモールド、インジェクションモー
ルド等の従来から公知の成形法により硬化成形すればよ
い。

【００３６】成形用樹脂組成物の流れ性を示す一つの指
標としてスパイラルフローが挙げられる。スパイラルフ
ローが２０インチ以上との意味はＥＭＭＩ−１−６６の
規格に準じて１７５℃×７０kg/ cm²の条件で測定を行
った時、成形用樹脂組成物の硬化物の先端が２０インチ
以上の点まで到達していることを意味する（ＥＭＭＩは
Epoxy Molding Materials Instituteの略。米国プラス
チック工業協会規格。）。この値が２０インチより小さ
くなると汎用的に使われているトランスファーモールド
法では金型内への組成物の未充填や一回当たりのコンパ
ウンド使用量を過剰に用いて高圧で成形を行わなければ
製品が得られない等の問題が生じる。また、この値が小
さいと１ショット当たりに成形できる金型内の製品個数
が少なくなる。これは単位時間当たりの生産性が低下す
ることにつながり、工業的に不利となる。スパイラルフ
ローの値が大きいと１ショット当たりの製品個数が多く
なるばかりでなく、粘度上昇を招くことから通常では使
用出来なかった高性能化のための樹脂成分や改質剤の使
用が可能となる等、処方応用の範囲が広がることを意味
する。この様に成形用樹脂組成物において十分なスパイ
ラルフローが確保できることは実使用上大きな利点が得
られることを意味する。

【００３７】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。参考例１〜７表１に示す平均粒径を持つ球状シリカと破砕状溶融シリ
カを用いて、表２に示す体積％で配合後、十分混合して
参考例１〜７の充填材を得た。なお、表１の平均粒径に
ついては、レーザー散乱粒度分布計（Malvern 社製、Ma
ster Sizer MS-20を使用。）を用いて粒度分布を測定し
た時の重量累積５０％の粒径値をもって平均粒径とし
た。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】・実施例１〜５、比較例１〜３エポキシ樹脂として、ｏ−クレゾールノボラックのグリ
シジルエーテル化物（商品名スミエポキシＥＳＣＮ−１
９５、溶融粘度２．６ポイズ／１５０℃、加水分解性塩
素１８０ｐｐｍ、住友化学工業（株）社製、エポキシ１
とする。）、フェノール類とヒドロキシベンズアルデヒ
ドの縮合により得られたポリフェノールのグリシジルエ
ーテル化物（商品名スミエポキシＴＭＨ−５７４、溶融
粘度３．３ポイズ／１５０℃、加水分解性塩素４００ｐ
ｐｍ、住友化学工業（株）社製、エポキシ２とす
る。）、硬化剤としてフェノールノボラック（商品名タ
マノール759 、荒川化学社製）、硬化促進剤としてトリ
フェニルホスフィン、離型剤としてカルナバワックス、
カップリング剤（商品名SH-6040 、東レダウコーニング
シリコーン社製）と参考例１〜７の充填材をそれぞれを
表３および表４に示した量（g ）で配合し、ロールで加
熱混練し、プレス成形を行った。さらに、180 ℃オーブ
ン中で5 時間ポストキュアーを行い、硬化成形物を得
た。この硬化成形物のガラス転移温度、吸水率、曲げ強
度、成形性を測定した。成形性については成形品のバリ
や表面の荒れ等の製品外観を○、△、×の三段階で表示
した。○は実用上問題のないレベル、△は使用可能であ
るが○には劣るレベル、×は実用できないレベルである
ことを示す。これらの結果を表３および表４に示す。

【００４１】硬化成形物の評価法は、以下の通りであ
る。・スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じて175
℃×70kg/ cm²の条件で行った（単位はinch）。・ガラス転移温度（Tg）、熱膨張率：熱機械的分析装置
（SHIMADZU DT-30 ）を用いて測定した。

【００４２】・曲げ強度：JIS K-6911に従い、インス
トロン万能材料試験機(SHIMADZU IS-10T）で測定し
た。・吸水率：恒温恒湿糟（TABAI PR-2）を用い、85℃／
85% RHの条件で模擬素子を封止したパッケージの重量変
化を測定した。・クラック性試験：模擬素子を実装したパッケージ８個
を用いて、85℃／85%RH×72時間の条件で吸水させてか
ら直ちに240 ℃のハンダ浴に30秒間浸し、パッケージク
ラックの発生の有無を調べた。

【００４３】

【表３】

【００４４】

【表４】

【００４５】

【発明の効果】本発明の成形用エポキシ樹脂組成物は、
充填材が高充填されていても優れた流れ性を示し、硬化
物の樹脂に起因する吸湿性や熱膨張率の高さも低減され
ていて、かつTgも１５０℃以上を示す。また、本発明の
樹脂組成物で封止された半導体パッケージは優れた耐パ
ッケージクラック性を示す。この様に本発明の成形用エ
ポキシ樹脂組成物は特に半導体封止材に適している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤憲明茨城県つくば市北原６住友化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１５０℃での溶融粘度が１ポイズ以上２０
ポイズ以下のエポキシ樹脂中に、平均粒径０．１μｍ以
上１．５μｍ以下の球状粉末（ｘ成分）と、平均粒径２
μｍ以上１５μｍ以下の球状粉末（ｙ成分）と、平均粒
径が２０μｍ以上７０μｍ以下の球状粉末（ｚ成分）か
らなる充填材を含有してなり、ｘ、ｙ、ｚ成分の合計体
積に占める各ｘ、ｙ、ｚ成分の割合が、それぞれ１０体
積％以上２４体積％以下、０．１体積％以上３６体積％
以下、５７体積％以上７６体積％以下であり、硬化物の
ガラス転移点温度が１５０℃以上であることを特徴とす
る成形用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】１５０℃での溶融粘度が１ポイズ以上２０
ポイズ以下のエポキシ樹脂中に、平均粒径０．１μｍ以
上１．５μｍ以下の球状粉末（ｘ成分）と、平均粒径２
μｍ以上１５μｍ以下の球状粉末（ｙ成分）と、平均粒
径が２０μｍ以上７０μｍ以下の球状粉末（ｚ成分）
と、破砕状粉末（ｍ成分）からなる充填材を含有してな
り、ｘ、ｙ、ｚ成分の合計体積に占める各ｘ、ｙ、ｚ成
分の割合が、それぞれ１０体積％以上２４体積％以下、
０．１体積％以上３６体積％以下、５７体積％以上７６
体積％以下であり、ｍ成分の充填材に占める割合が１重
量％以上３０重量％以下であり、硬化物のガラス転移点
温度が１５０℃以上であることを特徴とする成形用エポ
キシ樹脂組成物。
【請求項３】球状粉末ｘ、ｙ、ｚ成分が球状シリカから
なり、破砕状粉末ｍ成分が平均粒径１μｍ以上３０μｍ
以下のシリカ粉末である請求項２記載の成形用エポキシ
樹脂組成物。
【請求項４】球状粉末ｘ、ｙ、ｚ成分の平均粒径がそれ
ぞれ０．１μｍ以上１μｍ以下、２μｍ以上１０μｍ以
下、２０μｍ以上５０μｍ以下であり、かつｘ、ｙ、ｚ
成分の合計体積に占める各ｘ、ｙ、ｚ成分の割合が、そ
れぞれ１０体積％以上２０体積％以下、４体積％以上３
０体積％以下、６０体積％以上７６体積％以下である請
求項１、２または３記載の成形用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】該充填材の全組成物に対する割合が６０重
量％以上９４重量％以下であり、ＥＭＭＩ−１−６６の
規格に準じて１７５℃×７０kg/ cm²で測定したスパイ
ラルフローが２０インチ以上である請求項１、２、３ま
たは４記載の成形用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】該充填材の全組成物に対する割合が重量８
３重量％以上９１重量％以下である請求項５記載の成形
用エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】エポキシ樹脂がオルソクレゾールノボラッ
クのグリシジルエーテル化物である請求項１、２、３、
４、５または６記載の成形用エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】エポキシ樹脂が、フェノール類とヒドロキ
シベンズアルデヒドの縮合により得られたポリフェノー
ルのグリシジルエーテル化物である請求項１、２、３、
４、５または６記載の成形用エポキシ樹脂組成物。