JPH09151301A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH09151301A
JPH09151301A JP31179195A JP31179195A JPH09151301A JP H09151301 A JPH09151301 A JP H09151301A JP 31179195 A JP31179195 A JP 31179195A JP 31179195 A JP31179195 A JP 31179195A JP H09151301 A JPH09151301 A JP H09151301A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ほう酸亜鉛を使用することにより、アンチモ
ン及びハロゲンを含まない難燃性の半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物を提供すること。 【構成】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化
促進剤、ほう酸亜鉛及び無機充填材からなる半導体封止
用エポキシ樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性に優れた半
導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ダイオ−ド、トランジスタ、集積
回路等の電子部品は、エポキシ樹脂組成物で封止されて
いる。この組成物中には、難燃剤としてハロゲン系難燃
剤単独あるいはハロゲン系難燃剤と三酸化アンチモンと
の併用、充填材として溶融シリカ、結晶シリカ等の無機
充填材が配合されている。ところが、環境衛生の点から
ハロゲン系難燃剤、三酸化アンチモンを使用しない難燃
性エポキシ樹脂組成物が要求されている。この要求に対
して、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムの様な
金属水酸化物等が検討されてきたが、不純物が多くかつ
多量に添加しないと効果が発現できないことから実用化
には至っていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な問
題に対して、ほう酸亜鉛を使用することにより、アンチ
モン及びハロゲンを含まない難燃性の半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物を提供するところにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)エポキ
シ樹脂、(B)フェノール樹脂硬化剤、(C)硬化促進
剤、(D)ほう酸亜鉛(E)無機充填材からなる半導体
封止用エポキシ樹脂組成物である。
【0005】本発明に用いるほう酸亜鉛は難燃性と耐湿
性との兼ね合いから4ZnO・B23・H2Oや2Zn
O・3B23・3.5H2Oが好ましく、成形性との兼
ね合いから4ZnO・B23・H2Oがより好ましい。
このほう酸亜鉛は市場より容易に入手することができ
る。ほう酸亜鉛は無機充填材量の含有量にもよるが、全
組成物中に1〜20重量%含有することが好ましい。1
重量%未満だと難燃性が不足し、20重量%を超えると
耐湿性及び成形性が低下するためである。
【0006】本発明に用いるエポキシ樹脂は、1分子中
にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、
ポリマー全般を言い、その分子量、分子構造を特に限定
するものではないが、例えばビフェニル型エポキシ化合
物、ビスフェノール型エポキシ化合物、フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ化合物、アル
キル変性トリフェノールメタン型エポキシ化合物及びト
リアジン核含有エポキシ樹脂等が挙げられ、単独でも混
合して用いても差し支えない。
【0007】本発明に用いるフェノール樹脂硬化剤は、
その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、
例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラッ
ク樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、パ
ラキシリレン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノ
ール樹脂、トリフェノールメタン化合物等が挙げられ、
特にフェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン
変性フェノール樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹
脂、テルペン変性フェノール樹脂等が好ましく、単独で
も混合しても差し支えない。また、これらの硬化剤の配
合量としては、エポキシ化合物のエポキシ基数とフェノ
ール樹脂硬化剤の水酸基数の比は0.8〜1.2が好ま
しい。
【0008】本発明に用いる硬化促進剤は、エポキシ基
と水酸基との硬化反応を促進させるものであればよく、
一般に封止材料に使用されているものを広く使用するこ
とができる。例えば1,8−ジアザビシクロウンデセ
ン、トリフェニルホスフィン、ベンジルジメチルアミン
や2−メチルイミダゾ−ル等が挙げられ、単独でも混合
して用いても差し支えない。無機充填材としては、溶融
シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ、窒化珪素等が
挙げられるが、リードフレーム等との熱膨張係数の差や
不純物量の点から溶融シリカ粉末、結晶シリカ粉末が望
ましい。これら無機充填材の配合量は成形性と信頼性の
バランスから全組成物中に50〜95重量%含有するこ
とが好ましい。又、流動性、充填性の点から無機充填材
は、平均粒径が10〜20μmで、10μm以下の粒径
を20〜45重量%含み、70μm以上の粒径が10重
量%以下である粒度分布を持つものが好ましい。特に充
填材量の多い配合では、球状の溶融シリカを用いるのが
一般的である。
【0009】本発明のエポキシ樹脂組成物はエポキシ樹
脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、ほう酸亜鉛及
び無機充填材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、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
及びシリコーンオイル、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ない。また本発明の
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、必須成分である各成分、その他の添加剤をミキサ−
等によって充分に均一に混合した後、更に熱ロ−ルまた
はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して封止材料と
することができる。これらの成形材料は電気部品あるい
は電子部品であるトランジスタ、集積回路等の被覆、絶
縁、封止等に適用することができる。
【0010】
【実施例】以下本発明を実施例で具体的に説明する。 《実施例1〜5、比較例1〜5》表1及び表2に示した
組成物をミキサ−で常温で混合し、70〜100℃で2
軸ロ−ルにより混練し、冷却後粉砕して成形材料とし
た。更に得られた成形材料をタブレット化し、低圧トラ
ンスファ−成形機にて175℃、70Kg/cm2 、120
秒の条件で、耐燃テスト用試験片を成形し、また耐湿性
試験用として3mm×3.5mmのチップを16pDIPに
封止した。封止したテスト用素子について下記の耐湿性
試験を行なった。試験結果を表1及び表2に示す。
【0011】使用した原材料は下記のとおり。 ・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂:軟化点
65℃、エポキシ当量200 g/eq ・ビフェニル型エポキシ樹脂:融点110℃、エポキシ
当量195 g/eq ・ブロム化エポキシ樹脂:軟化点60℃、エポキシ当量
360 g/eq ・フェノールノボラック樹脂硬化剤:軟化点80℃、水
酸基当量104 g/eq ・溶融シリカ粉末:平均粒径15μm、比表面積2.2m
2/g 、粒径10μm以下35重量%、粒径70μm以上
8重量% ・球状シリカ:平均粒径17μm、比表面積5.0m2/g
、粒径10μm以下35重量%、粒径7 0μm以上6
重量% ・トリフェニルホスフィン ・カ−ボンブラック ・カルナバワックス ・ほう酸亜鉛(4ZnO・B23・H2O) ・ほう酸亜鉛(2ZnO・3B23・3.5H2O) ・三酸化アンチモン
【0012】評価方法は下記のとおり。 《スパイラルフロー》金型温度175℃、圧力70kg/
cm2 で測定した。 《耐燃テスト》UL−94垂直試験(試料厚さ1.0m
m)、難燃性で表した。 《耐湿性試験》封止したテスト用素子をプレッシャ−ク
ッカ−試験(125℃、100%RH)を行い、回路のオ
−プン不良を測定し、不良発生時間で表した。 《成形性》低圧トランスファー成形機を用い、金型温度
175℃、圧力70kg/cm2 の条件で16pDIPが成
形可能な硬化時間(秒)を成形性の目や苦とした。
【0013】 表 1 実 施 例 1 2 3 4 5 配合(重量部) オルソクレソ゛-ルノホ゛ラック型エホ゜キシ樹脂 18.3 18.3 18.3 8.6 ビフェニル型エポキシ樹脂 4.4 フェノールノボラック樹脂 9.5 9.5 9.5 4.5 2.3 溶融シリカ粉末 61.0 51.0 51.0 球状シリカ 84.5 91.0 トリフェニルホスフィン 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 カ−ボンブラック 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 カルナバワックス 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 4ZnO・B2O3・H2O 10.0 20.0 3.0 1.1 2ZnO・3B2O3・3.5H2O 20.0 物性 スパイラルフロー(cm) 100 100 100 60 70 難燃性 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 耐湿性(Hr) 400 350 350 400 400 成形性(硬化時間:秒) 90 120 200 90 90
【0014】 表 2 比 較 例 1 2 3 4 5 配合(重量部) オルソクレソ゛-ルノホ゛ラック型エホ゜キシ樹脂 18.3 16.6 7.8 ビフェニル型エポキシ樹脂 4.4 4.3 ブロム化エポキシ樹脂 2.0 1.0 0.5 フェノールノボラック樹脂 9.5 2.3 9.2 4.3 2.5 溶融シリカ粉末 41.0 69.0 球状シリカ 91.3 84.7 91.0 トリフェニルホスフィン 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 カ−ボンブラック 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 カルナバワックス 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 4ZnO・B2O3・H2O 30.0 0.8 三酸化アンチモン 2.0 1.0 0.5 物性 スパイラルフロー(cm) 130 70 100 60 70 難燃性 V-0 V-1 V-0 V-0 V-0 耐湿性(Hr) 100 400 300 400 400 成形性(硬化時間:秒) 300 90 90 90 90
【0015】
【発明の効果】本発明の組成物により、半導体素子を封
止することにより、ハロゲン系難燃剤、三酸化アンチモ
ンを含まないの耐湿性及び難燃性に優れた半導体装置を
得ることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノ−ル
    樹脂硬化剤、(C)硬化促進剤、(D)ほう酸亜鉛及び
    (E)無機充填材からなることを特徴とする半導体封止
    用エポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 ほう酸亜鉛の構造が、4ZnO・B23
    ・H2O である請求項1記載の半導体封止用エポキシ樹
    脂組成物。
  3. 【請求項3】 全組成物中のほう酸亜鉛の含有量が1〜
    20重量%であり、無機充填材の含有量が50〜95重
    量%である請求項1又は2記載の半導体封止用エポキシ
    樹脂組成物。
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