JPS60140831A - 電子部品の樹脂封止方法 - 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】 本発明は半導体素子等の電子部品をエポキシ樹脂で封止
する方法の改良に関するものである。

従来、電子部品をエポキシ樹脂で射出成形法により封止
するには、予熱したエポキシ樹脂タブレット（予熱温度
：５０℃以上）を金型（加熱温度＝１５０〜１８０℃）
のポットに供給し、これをプランジャーの加圧によりラ
ンナーを介し、（トランスファ一方式）または介さずし
て（ランナーレス）ゲートを経てキャビティに注入し、
キャビティル内の電子部品をエポキシ樹脂で包囲してい
る。

上記のエポキシ樹脂タブレットを成形するには、エポキ
シ樹脂、硬化剤、無機充填剤、離型剤、必要に応じて添
加する硬化促進剤を所定の配合比で配合し、これを粉砕
、混合し、この粉砕混合原料を溶融混合し、この溶融混
合原料を冷却ロール並びに冷却コンベアを経て冷却しつ
つ粗砕機に導き、粗砕機にて果粒状に粗砕し、この果粒
状原料を打錠機によってタブレットに冷間圧縮成形して
いる。

而して、上記溶融混合したのちにおいては、エポキシ樹
脂と硬化剤との混合状態が頗る均一であり、両者の接触
度合が顕著であるから、硬化の進行があるが、その溶融
混合時から金型への供給時までの時間が長いので、相当
の硬化進行が懸念される。まだ、原料を果粒状にし、こ
れを打錠してタブレットを得ており、タブレット内への
空気の抱き込みが不可避的である。このように、従来の
樹脂封止方法においては、タブレットにおける硬化進行
、空気の抱込み等のために封止品質の低下が懸念される
。また、タブレットの予熱には均一加熱のために高周波
誘電加熱を使用しているが、タブレットは厳重な乾燥状
態で保管してあり、誘電損失が小であるから予熱に相当
の時間を必要とするといった不利もある。

本発明に係る電子部品の樹脂封止方法は」二連の不利を
全て解消し得る方法であり、エポキシ樹脂と硬化剤と無
機充填剤と離型剤と必要に応じて配合する硬化促進剤と
を含む原料を３０メツシユよりも細かい粒径のもとて粉
砕、混合し、この粉砕、混合原料を押出機によって溶融
混合し、押出した直後の溶融状態にある押出成形体を切
断計量し、この計量原料を５０℃以上の温度にある間に
樹脂封止用金型に供給することを特徴とする。

」１記エポキシ樹脂には、常温で固形のものであれば適
宜のものを使用でき、例えば、クレゾールノボラック、
フェノールノボラック、ビスフェノールＡ１脂環型のも
のが好適である。

硬化剤には、例えば、フェノール樹脂、アミン、酸無水
物、イミダゾール等を使用できる。

硬化促進剤には、例えば、イミダゾール、イミダシリン
、３級アミン等の単独あるいは二種以上を使用でき、液
状の場合は、後述の無機充填剤と予め混合して非粘調性
としだ状態で使用することが望ましい。硬化促進剤は省
略することもできる。

離型剤には、例えば高級脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪
酸の多価金属塩等を使用できる。

無機充填剤には、例えば結晶シリカ、無定形シリカ、ア
ルミナ等を使用でき、この充填剤量の配合量は、通常、
全原料中５０〜８５重量％である。

その他、必要に応じ、顔料、染料、難燃剤、カップリン
グ剤等を配合することもできる。

本発明において、原料の粉砕、混合は、粉砕と混合とを
同時に行う態様、粉砕を行ってがら混合を行う態様、一
部の原料を予備粉砕しておく態様、一部の原料を予備混
合しておく態様により行うことができる。例えば、全原
料を一挙に粉砕、混合する態様、エポキシ樹脂と無機充
填剤とを予備粉砕し混合しておく態様、無機充填剤と他
の液状原料、主に硬化促進剤とを予備混合しておく態様
、硬化剤と硬化促進剤とを予備混合しておく態様、硬化
剤と硬化促進剤と離型剤とを予備混合しておく態様等で
行うことができる。

本発明において、上記原料を３０メツシユよりも細い粒
径に粉砕する理由は、原料の均一な溶融混合にあるが、
原料の溶融混合時から金型への供給時捷での時間を短か
くし得る結果、エポキシ樹脂と硬化剤との混合の均一性
が増大し、両者の接触度が増加して硬化進行度が速くな
っても、３０〜１００メツシユの範囲内であれば、早期
硬化を充分防止し得ることを確認したうえでの限定であ
る。好ましい粒径は、６ｏメツシュ通過である。無機質
充填材は３０メツシユよ　５　− りも粗い粒度で存在していてもよい。

押出機による溶融混合は、硬化反応の進行を防止するだ
めに１５０℃以下で行うことが望ましい。混合の均一化
を図るだめには、無機充填剤以外の原料、特に硬化剤を
溶融させることが有利であり、従って、溶融混合温度を
高温にすることが有利であるが、余り高温にすると押出
成形体の保形性が低下し、次の計量切断が困難になる。

従って、取出した押出成形体の温度を約９０℃とするよ
うな条件で溶融混合することが望ましい。押出機には、
通常、間欠駆動吐出式のものを使用し、押出成形体の形
状は、通常円柱である。

本発明において、樹脂封止には、トランスファー成形法
を用いることができる。

この成形法における１サイクルの時間が７時間であり、
成形機一台に対して必要とするタブレットがＮ箇（通常
１箇）であるとする。この１サイクルの完了前に次のサ
イクルで使用するＮ箇分のタブレットを製造することが
作業速度　６− 」二有利であり、この場合、」−記押出速度は、Ｎ箇の
タブレットを製造する時間もが、」―記Ｔに対しｔ（Ｔ
であることが好捷しい。

タブレットを得るだめの切断計量は、切断長さをトラン
スファー成形機のポットの径及び深さに応じて設定し、
押出成形体を定尺切断することにより行う。

以下、本発明の実施例を比較例との対比のもとで説明す
る。

実施例１ 配合Ａの原料をスーパーミキサーにより３分間、粉砕、
混合した。粉砕品は３ｏメツシュ全通であった。この粉
砕、混合原料を押出機（ドイツ国バーゲス社製ＢＰＥ４
．Ｏ）により溶融混合し、６０ｙ押出して切断し、４０
罷〆、６０ｙの円柱状タブレットを得だ。このタブレッ
トの温度は９０℃であり、はソこの温度のもとてタブレ
ットをトランジスター２００個取りのトランスファー成
形機（成形温度：１７５℃、圧力ニ７Ｑｋｇ、成形時間
＝２分）のポットに供給し、トランジスターを樹脂封止
し、離型後、温度１７５℃、加熱時間５時間の条件にて
後硬化を行った。

配合Ａ　（重量部） クレゾールノボラックエポキシ樹脂　１５部（エポキシ
当量　２１０） 臭素化エポキシ樹脂　５部 （エポキシ当量　２７８） フェノールノボラック樹脂　１部部 （水酸基当量　１０６、　軟化点８１℃）無機充填剤（
シリカ）　６６．４部 三酸化アンモン　２部 カルナバワックス　０．３部 硬化促進剤（２メチルイミダゾール）　Ｏ，５部カーボ
ンブラック　０．３部 カップリング剤　０．５部 比較例１ 実施例１に対し、スーパーミキサーによる粉砕、混合時
間を１０秒とした。この結果、実施例１での３０メツシ
ュ全通に対し、３０ノッシユ通過が９５％、３０メツシ
ュ非通過が５％となった・この点板外は実施例１に同じ
とした。

比較例２ 実施例１と同じ配合の原料をスーパーミキサーで３分間
粉砕、混合しく粉砕品は３０メツシュ全通）、次いで、
ロールミキサーにより溶融混合し、冷却後、６メツシユ
全通の粒度の果粒状に粗砕し、４０ｍｍｇ−、６０ｙの
タブレットに打錠した。このタブレットを高周波誘電加
熱機により９０℃に予熱し、これを実施例１と同様にト
ランスファー成形機に供給し、実施例１と同様にトラン
ジスターの樹脂封止を行った。

実施例］並びに比較例１．２．における封止樹脂体のボ
イド発生率並びに離型性を検査したところ次のとおりで
あった。

なお、ボイド発生率は、試料２００個を目視　９− 観察し、表面にボイドがあるものの割合である。

離型性良好とは、金型と樹脂の型離れ性が良く、無理な
く金型から樹脂を取り出し得ることをい＼、離型性不良
とれ金型と樹脂の型離れ性が悪く、樹脂の一部が金型に
残ったり樹脂の一部にクラックが入ったりすることをい
う。まだ、上記各実施例に対して同じ条件で直径；５０
ｍ＋ｕ＊、厚さ１　’Ｉｎｍの円板を成形し、これらの
各試料につき精製水中にて４８時間煮沸したのちの体積
抵抗率を測定したところ次の通りであった。

実施例２ 配合Ｂを用いた以外実施例１と同じとしだ。

配合Ｂ　（重量部） フェノールノボラックエポキシ樹脂　１３部（エポキシ
当量　１９ｏ） 臭素化エポキシ樹脂　５部 （エポキシ当量　２７８） −ｌ〇− フェノールノボラック樹脂　１０部 （水酸基当量　１０６、　軟化点　８１℃）無機充填剤
（シリカ）　６６．４部 三酸化アンチモン　２部 カルナバワックス　０・３部 硬化促進剤（３級アミン）０．５部 カーボンブラック　０．３部 カップリング剤　０．５部 比較例３ 比較例１において、上記配合Ｂを用いた魚身／ 外は比較例１に同じとした。

比較例４ 比較例２において、上記配合Ｂを用いた魚身外は比較例
２に同じとした。

これらの実施例２並びに比較例３．４につき前述しだボ
イド発生率並びに離型性を検査したところ次の通りであ
った。

上記した実施例と比較例との対比から明らかなように本
発明によれば、従来法、すなわち、原料の溶融混合後、
冷却、果粒状粗砕、打錠、予熱の工程を経る方法（比較
例２、並びに比較例４）に較べて、樹脂封止体のボイド
発生率を減少できる。特に、原料の粉砕、混合を３０メ
ツシユよりも細かい粒度で行っているので、これよりも
粗い粒度の場合（比較例１並びに比較例３）に較べ、離
型性を向上できる。

従って本発明によれば、電子部品をエポキシ樹脂により
秀れた水密性、絶縁性並びに作業性で樹脂封止できる。

また、タブレットを溶融混合時の熱を保有させたま＼で
、成形機に供給しており、タブレットの予熱処理が不要
であるので、それだけ作業時間を短縮できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エポキシ樹脂と硬化剤と無機充填剤と離型剤と必要に応
   じて配合する硬化促進剤とを含む原料を３０メツシユよ
   りも細かい粒径のもとて粉砕、混合し、この粉砕、混合
   原料を押出機によって溶融混合し、押出した直後の溶融
   状態にある押出成形体を切断計量し、この計量原料を５
   ０℃以上の温度にある間に樹脂封止用金型に供給するこ
   とを特徴とする電子部品の樹脂封止方法。