JPS60112814A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体装置やその他の電子回路部品の封止用
樹脂等に使用されるエポキシ樹脂組成物に関する。

一般に、エポキシ樹脂は、アミン類、酸無水物。

フェノール樹脂などの硬化剤を用いて硬化させると、電
気的９機械的、熱的性質に優れたものが得られるため、
半導体装置やその他の電子回路部品を外部雰囲気や機械
的衝撃から保護するだめの封止用樹脂として用いられて
いる。更に、エポキシ樹脂による樹脂封止は、セラミッ
クあるいは金属による封止に比べて、生産性、経済性の
面で利点が多く、多用されている。

ところで、最近の半導体装置の高密度化、電子回路部品
の用途の多様化による使用環境の変化から。

高温度、高湿度下における電気部品の機能維持の信頼性
が、エポキシ樹脂組成物に対して要求されている。しか
し、従来の組成物では次にボすような根本的な問題があ
り、要求される高温度、高湿度下の電気特性を満足する
ことが困難であった。

即ち、従来のエポキシ樹脂組成物による樹脂封止の耐湿
性、耐腐食性の低さはいずれも樹脂と電気部品とが直接
接していることと樹脂封止が気密封止でないことに起因
するため、その改善は極めて難しいことであった。エポ
キシ樹脂は硬化物中に残存する極性基等により、水分を
吸湿したり透湿する。さらにエポキシ樹脂には合成時に
原料として用いられているエピクロルヒドリンから由来
する塩素、あるいは脱塩素月として使用する水酸化ナト
リウムから由来するナトリウム等のイオン性不純物を含
んでおり、素原料中に多量に該イオン性不純物が混入し
ている。しかして、上記吸湿あるいは透湿した水分とイ
オン性不純物の相互作用によυ、樹脂封止されｆｃ電気
部品の絶縁性の低「、リーク電流の増加等の機能の低下
が生じ、更にはそれらの電気部品に用いられているアル
ミニウム配線や′成極を腐食させ、最終的には断線まで
至らしめる。

また、高温時には、樹脂中に含まれるイオン性不純物や
その他の極性物質が熱運動の活性化とともに動きやすく
なり、素子等の部品に′電界が発生した場合、樹脂と゛
素子等の部品の界面でこのイオン性不純物がさらに活性
化され、電気特性を局部的に低下させ、水分があれば腐
食が急激に進行し。

悪影響を及ぼす。

そこで、これらの問題に対処するため９棟々の提案が表
されており、たとえば、特公ｔ’＋召５３−２９７２０
号、特公昭５８−１７５３６号公報にも記載されている
ように、下記化学式（Ａ、）で表わされる有機シロギサ
ン車合体をエポキシ樹■旨に？（Ｆｓ加することによっ
て、高温度、高湿度下において。

エポキシ樹脂組成物の体積固有抵抗の１氏「を少なくし
て、樹脂封止した電気部品の電気特性をｈ哩持しようと
する提案かめる、しかし、この添７ＪＬＩ　ｍｌは電気
絶縁性は良好なものの、　１ｆＵｔ湿性に欠け、またエ
ポキシ樹脂中のイオン性不純物による悪影響をも生ずる
。

（Ａ） ルケニル基、アラルキル基、水素または水酸基であり、
同一であ°っても異っても良い。また、ｎ。

ｍは０または１以上の整数を表わす。）まだ、エポキシ
樹脂中のイオン性不純物を低減させたり、電気部品と樹
脂との接着性を高めて。

水分の浸入を遮断しようとすることも提案されている。

しかし、まだ樹脂中から完全にイオン性不純物を除去す
ることは困難でめり、更に電気部品と樹脂との接着性の
向上に伴う樹；宿封止時の離型性の問題も生じてくる、 本発明者らは、上記の欠点に鑑み、鋭、ハ検討の・　結
果、エポキシ樹脂組成物中に水分やイオン性不純物の浸
入を防ぐ防錆膜を形成する成分を配合しておき、該エポ
キシ樹脂組成物による樹脂封止時あるいはその後に防錆
膜形成成分をしみ出させて。

電気部品表面に防錆膜を形成させることを考え。

本発明をなすに至った。

本発明は、耐湿性、防錆性に優れたエポキシ樹脂組成物
を提供することを目的とするものである。

すなわら１本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹
脂と、硬化剤と、ラノリンまたはラノリン誘導体の一方
捷たは双方及び上記化学式〔Ａ〕で表わされる有機シロ
キザン化合物（ただし１式において屁〜冗０は、アルキ
ル基、アリール基、アルケニル基、アラルキル基、水素
または水酸基であり、同一でもあっても異ってもよい。

また、ｎ。

ｍは０または１以上の整数を表わす。）から成る添加剤
とからなることを特徴とするものである。

本発明によれば、優れた耐湿性、防錆性、接着性及び電
気絶縁性を有するエポキシ樹脂組成物を提供することが
できる。

本発明においてかかる効果が得られるのは、エポキシ樹
脂と混在させた。ラノリンまたはラノリン誘導体の一方
または双方と有機シロキサン重合体とからなる添加剤が
、エポキシ樹脂組成物を樹脂封止剤等として使用した際
に、該組成物と被塗物との間に介在し、外部の水分、イ
オン性不純物が被塗物表面に浸入してくるのを防止する
作用効果を発揮するためと考えられる。

このように９本発明の樹脂組成物は、被塗物との境界面
への水分、イオン性不純物の浸入を防止するので、耐湿
性、防錆性、接着性に優れているのである。さらに９本
発明にかかる上記組成物は。

上記添加剤の１つとして、有機シロキサン重合体を用い
ているので上記効果のほか高温時の電気絶縁性の貼下を
抑えることができる、 また１本発明のエポキシ樹脂組成物は上記効果を有する
だめ、電気部品の封止用樹脂以外にも。

塗料或いは接着剤等にも用いることができる。

次に１本発明の樹脂組成物を電気部品の封止剤として使
用した場合、その樹脂封止時あるいはその後に電気部品
の表面とエポキシ樹脂との境界面において、ラノリンま
たはその誘導体の一方または双方及び有機シロキサン重
合体から成る２蚕加剤が防錆膜を形成するものと考えら
れる。しかして。

その結果外部からの水分およびエポキシ樹脂中のイオン
性不純物が電子部品表面へ浸入するのを遮断し、電気部
品の絶縁性の低「、あるいはリーク電流の増加等の機能
の低下を防ぐことができ、電気部品のＷｆｖを伸ばすこ
とができるのである。

また、上記のごとき防錆膜形成成分としての上記添加剤
が、エポキシ樹脂組成物中に含まれているため、電気部
品表１１ｉＩに防錆膜を塗布するという工程は全く不要
である。

本発明において用いうるエポキシ樹脂は１通常知られる
ものでやり、特に限定されない。例えばグリシジルエー
テル糸エポキシ樹脂、フェノールノボラック系エポキシ
樹脂、クレゾールノボラック糸エポキシ樹脂、脂環式エ
ポキシ樹脂、グリシジルエヌテル糸エポキシ樹脂、線状
脂肪族エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等が挙げ
られる。

しかして、これらエポキシ樹脂は１棟もしくは２種以上
の混合物で用いてもよい。上記エポキシ樹脂の中でも電
気特性、耐熱性等の面からフェノ−／Ｌ／ノボラック糸
エポキシ樹脂、クレゾールノボラック系エポキシ樹脂が
好ましく、最も優れた特性を得ることができる。これら
のエポキシ樹脂ｄ脂は。

次に示す硬化剤によって硬化反応を起し固化する。

次に、硬化剤としては、無水フタル酸、無水コハク酸、
無水メチルナジン酸等の酸無水物、メグフェニレンジア
ミン、ジアミノジフェニルスルホン、芳香族アミンアダ
クト等の芳香族アミン、ポリメチレンジアミン、メンタ
ンジアミン等の脂肪族または脂環式アミン、フェノール
樹脂、クレゾール樹脂等の合成樹脂初期縮合物等が挙げ
られるが、特に制限されるものではない。しかし、上記
硬化剤の中でも電気特性、耐熱性等の面からフェノール
樹脂、クレゾール樹脂等の合成樹脂初期キｉＭ合物が好
ましい。

本発明において、エポキシ樹脂と硬化剤の配合比につい
ては、硬化剤の官能基の数とエポキシ樹脂のエポキシ基
の数との化学当歓比が０．５〜１．５の範囲内にあるよ
うに配合することが、保存安定ることかできる。

また１本発明において、上記硬化剤を用いた場合、その
硬化速度を促進するため、硬化促進剤を用いてもよい。

該硬化促進剤は、特に制用されるものではないが９例え
ば、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−フェ
ニルイミダゾール。

２．４−ジメチルイミダゾール等のイミグゾール類、ト
リエチルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、Ｎ−
アミノエチルピベヲジン等のアミン類、トリエチルアミ
ン等とＢＦ、との錯化合物等が挙げられる。また、これ
らの硬化促進剤は１種もしくは２種以上の混合物で用い
てもよい。しかしてこの硬化促進剤の配合比ば、一般に
エポキシ樹脂１００重量部に対してＯ，ＯＳ〜５重量部
の範囲内でよい。

本発明にかかるラノリンまたはその誘導体の一方まだは
双方及び有機シロキサンＭ合体から成る添加剤の一部は
、エポキシ樹脂組成物による電気部品の樹脂封止時ある
いはその後に、樹脂中から外部へしみ出していく。この
添加剤の成分は、封止した電気部品表面に到達して、防
錆膜を形成する。該防錆膜は、＃湿性に優れており、イ
オン性不純物の浸入を防いで、電気部品を保護すること
ができた。

上記添加剤としての有機シロキサン重合体は。

例えばポリジメチルシロキサン、ポリメチルフエニ）Ｖ
　シロキサン、ポリジフェニルシロキサン、ポリメチル
ハイドロジェンンロキサン、ポリメチルペンチルシロキ
サン、ポリジフェニルシロキサン。

ポリメチルノナンシロキサン及びこれらの共重合体等が
挙げられ、該有機ンロキサン重合体は単一の分子量であ
る必要はなく９分子量が低分子から高分子量に範囲の広
がったものでも良い。本発明においては、上記有機シロ
キサン重合体のうち１種または２種以上のものを使用す
る。

該有機シロキサン重合体は、エポキシ樹脂１００重量部
に対して０．１〜５重量部含まれていることが望ましい
。その配合量が０．１重量部より少なくなると、防錆膜
の形成及び電気絶縁性の向上等の効果が乏しくなシ、一
方、５重量より多くなると。

添加による効果の向上があるがコストが高くなるおそれ
がある。

上記添加剤としてのラノリンは、羊毛脂を示し。

脂肪酸と一価品級アルコールとのエヌテＩしであり。

その種類は特に制限されるものではないが、不純物を含
まない防錆膜を形成するために好ましくは。

脱臭・脱水・脱色等の情動を行なったものがよい。

また、該ラノリン誘導体としては、ラノリンからアルコ
ール分を除去すること等により得られるラノリン脂肪酸
およびラノリン酸バリウム、ラノリン酸マグネシウム、
ラノリン酸亜鉛、ラノリン酸アルミニウム、ラノリン酸
カルシウム、ラノリン酸ナトリウム等のラノリン脂肪酸
金属塩等がある。

本発明においては、ラノリンまだはラノリン誘導体の一
方または双方を使用する。

上記ラノリンまたはラノリン誘導体の配合量としては、
エポキシ樹脂１００重量部に対して０．１〜１０電量部
とすることが望ましい。０．１ｘ量部より少なくなると
９本究明の耐湿、防錆効果が発揮され難く、一方、１０
重量部よシ多くなると。

添加による効果の向上は認められるが組成物の他の特性
１例えば接着性等が悪くなるおそれがある。

本発明は上記成分即ち（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）ｍ化
剤、（Ｃ）上記有機シロキサン重合体等から成る添加剤
のみから構成されてもよいが、さらに無機充填剤を添加
配合することにより１寸法Ａ′定住、熱的特性１作業性
等の改善されたエポキシ樹脂組成物を得ることができる
。

無機充填剤としては９例えばジルコニア、アルミナ、夕
ルり、クレー、マグネンア、溶融シリカ。

結晶シリカ、ケイ酸カルシウム、伏酸カルシウム。

硫酸バリウム、ガラス繊維、ミルドファイバー等が挙け
られる。これらの中で溶副１シリカ、結晶シリカが最も
好ましい。

また２本発明に係るエポキシ樹脂組成物は必要に応じて
１例えば天然ワックス類２合成ワックス類、直鎖脂肪酸
の金属基、酸アミド頬、エステル類もしくはそれらの混
合物等の回１型剤、塩素化パラフィン、臭素化ビスフェ
ノ−／Ｌ／Ａ型エポキシ樹脂、具累化フェノールノボラ
ック型エポキシ樹脂。

ブロムトルエン、ヘキサブロムベンゼン、二酸化アンチ
モン等の難燃剤、シランカップリング剤。

チタンカップリング剤等の表面処理剤、カーボンブラッ
ク等の着色剤等を適宜添加配合しても差しつかえない。

本発明にがかるエポキシ樹脂組成物を製造する場合の一
般的な方法としては、上記原料成分をヘンシエ）Ｖミキ
サー等の混合機で充分混合した後。

熱ローＪＶ機、ニーダ−等の混線機により浴融混練して
、冷却、粉砕する方法がある。

次に本発明の詳細な説明する。

実施例 エポキシ樹脂としてのオルトクレソールノボラソクエボ
キシ樹脂１００重量部と、ラノリンとしての精製ラノリ
ンまたはラノリン酸金属塩としてのラノリン酸カルシウ
ム及び第１表（配合量の数値はすべてＭ置部を表わす。

）に示すような前記有機シロキサン車台体とを、同表に
示すような配会割合で混合すると共に、このものに硬化
剤としてのフエノールノボラツクを５０重６部、硬化促
進剤としての２−フェニルイミダゾール６重量部無機充
填剤としての溶融シリカ６δ０重滝部９表面処理剤とし
てのエポキシシラン２重ｆｉｋ部、Ｍｍ剤としてのカル
ナバワソクヌ２重量部を添加して。

混合した。次いで、このものを９０°Ｃの温度下で１０
分間ロール機で溶融混練し、直ちに冷却固化させ、粉砕
した。その後、この粉砕物をタブレット状に成型し１本
発明にかかる６種類のエポキシ樹脂組成物（第１表の試
料ｊ’ａ　１〜６）を調製した。

また、比較のため、第１表に示すごとく、添加剤として
精製ラノリンのみ、ラノリン酸カルシウムのみまたは有
機シロキサン重合体のみ、及び添加剤は用いることなく
、それ以外は上記と同様な成分、配合量９条件下で比較
用エポキシ樹脂組成物を調製した（試料ｌに０１〜Ｃ６
）。

上記１２種類のエポキシ樹脂組成物を用い、アルミニウ
ム配線、電極を有するモデル調子に対して、１７５’Ｃ
，３分間でトランスファー成形機によシ封止を行ない、
さらに１６５°Ｃ１８時間加熱することによυ後硬化さ
せ、樹ＩＪ＆封止を行なった。

これらの封止した試料について、その性能をテストする
ため、これら試料を１２１°Ｃ，２ａｔｍ、飽和水蒸気
中で１２Ｖのバイアスをかけて、プレンシャークツカ−
試験を行なった。これにより各試料の平均スＰ命を測定
して、その耐湿性を評価した。

その結果を第２表に示す。ここに平均寿命とは。

アルミニウム自己線あるいは電極が１ヒろ渡されて、Ｉ
Ｅ気伝導性がなくなるまでの時間をいう。

第２表より明らかなように９本発明にかかる１エポキシ
樹脂組成物を用いた場合には、高温度１両温度１；にお
いても、比軟組成物に比して、著るしく平均寿命が同上
しており４本発明の樹脂組成物は電気部品の封止用樹脂
と１７てもきわめて有用なものであることか分る。

（ｐｃ２６）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エポキシ樹脂と、硬化剤と、ラノリンまたはラ
   ノリン誘導体の一方または双方及び下記化学式（Ａ）で
   表わされる有機シロキサン重合体から成る添加剤とから
   成ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 ただし、上式において得ないしＲ゛０は、アルキル基、
   アリール基、アルケニル基、アラルキル基、水素または
   水酸基であや、同一であっても異っても良い。また、Ｉ
   Ｉ、ｍは０または１以上の整数を表わす。
2. （２）　エポキシ樹脂は、グリシジルエーテル系エポキ
   シ樹脂、フェノールノポヲック系エポキシ樹脂、クレゾ
   ールノボラック系エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、
   グリシジルエステル系エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキ
   シ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂のうちの少なくとも１
   種である特許請求の範囲第（１）項記載のエポキシ樹脂
   組成物。
3. （３）ラノリン誘導体は、ラノリン脂肪酸、ラノリン脂
   肪酸金属塩のうちの少なくとも１種である特許請求の範
   囲第（１１項記載のエポキシ樹脂組成物。
4. （４）　ラノリン脂肪酸金属塩は、ツノリン酸バリウム
   、ラノリン酸マグネシウム、ラノリン酸亜鉛。 ラノリン酸アルミニウム、ラノリン酸カルシウム。 ラノリン酸す）　ＩＪウムである特許請求の範囲第（３
   ）項記載のエポキシ樹脂組成物。
5. （５）　ラノリンまだはラノリン誘導体の一方まだは双
   方は、エポキシ樹脂１００重量部に対して０．１〜１０
   重量部配置部て成る特許請求の範囲＠（１）項記載のエ
   ポキシ樹脂組成物。
6. （６）有機シロキサン重合体は、エポキシ樹脂１００重
   量部に対して０．１〜５重量部置部れている特許請求の
   範囲第（１）項記載のエポキシ樹脂組成物っ