JPS6076529A - 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−〃樹脂などの硬化剤を用いて硬化させると、電
気的１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た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、セツミッ
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
成物では次に示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
液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ビクロ〃ヒドリンから由来
する塩素、あるいは脱塩素用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り、樹脂封止された電気部
品の絶縁性の低下、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
ニウム配線や電極を腐食させ、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、最近では、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
することが提案されている。

しかし、まだ樹脂中から完全にイオン性不純物を除去す
ることは困難であり、ｌ！に電気部品と樹脂との接着性
の向上に伴う樹脂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、鋭意検討の結果、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。

すなわち１本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹
脂及び硬化剤と、酸化パラフィン系ワックスあるいは、
その金属塩またはエステル化したもののうちの１種また
は８種以上からな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
脂と混在させた酸化パラフィン系ワックスあるいはその
金属塩またはエステル化したものが、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（
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０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、＃１湿性、防防錆性接接性に優れているの
である。

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
ため、１１！５に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、酸化パラフ
ィン系ワックス等の添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６本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
品の絶縁性の低下、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、電気部品の寿命を伸ばすこと
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酸化パラフ
ィン系ワックス等の添加剤が、エポキシ樹脂組成物中に
含まれているため、電気部品表面に防錆膜を塗布すると
いう工程は全く不要である。

本発明において用し１うるエポキシ樹脂は１通常知られ
るものであり、特に限定されない。例えばグリシジルエ
ーテル系エポキシ樹脂、フェノールノボヲフク系エポキ
シ樹脂、クレゾールノボフ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工ｌ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、これらエポキシ初詣は１種もしくは２ｆｉ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、耐熱性等の面からツーノールノボラック系エ
ポキシ樹脂、クレゾールノボフック系エポキシ樹脂が好
ましく０号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、メタフェニレンジア
ミン、ジアミノジフェニ〃スルホン、芳香族アミンアダ
クト等の芳香族アミン、ポー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、フレｌ−μ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７エノー
ル樹脂、クレゾール樹脂停の合成樹脂初期縮合物が好ま
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
の数との化学当量比が０．５〜１５の範囲内にあるよう
に配合することが、保存安定性、硬化速度、硬化後の熱
的・力学的性質等の硬化特性上好ましい。更に、優れた
硬化特性は上記化学当量比がａ８〜Ｌ２の範囲内にある
ときに得ることができる。

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、特に制限されるものではないが１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ｐイミダダーｐ等のイミダブール類、ト
リエチルアミン、ジエチルアミラブルビルアミン、Ｎ−
アミノエチルピペラジン等のアミン類、トリエチルアミ
ン等とＢＦ２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は、一般に
エポキシ樹脂１００重量部に対して００５〜５重量部の
範囲内でよい。

本発明にかかる酸化パラフィン系ワックスあるいはその
金属塩またはエステμ化したもののうちの１１１または
２種以上から成る添加剤の一部は。

エポキシ樹脂及び硬化剤とは反応せず、エポキシ樹脂組
成物による電気部品の樹脂封止時あるし１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、耐湿性に優れており、イオン性不純物の
浸入を防いで、！Ｅ電気部品保護することができる。

添加剤としての上記酸化パラツイン系ワックスは９石油
から分離精製したパａｙフィンワックスを酸化して防錆
効果を向上させたものであり、ｄ／ｉ＃＃精製方法、精
製度合、けん化価、！１つ素価、融点等について特に限
定されない。また、酸価についても特に限定されないが
、好ましくは酸価１０以上の酸化バッフイン系ソックス
を用いた場合には優れた特性を得ることができる。

マタ、添加剤として酸化パラフィン系ワックスの金属塩
、あるいはそのニス〒ｌｖ化したものを使用する。

上記添加剤としての酸化パラフィン系ワックスあるいは
その金属塩またはエステル化したものを。

鉱油等により希釈されたもの、更には、イソパラフィン
、ナフテン類、不飽和系ソックス等の不Ｍ物を含んでい
るものも使用することができる。本発明においては、上
記添加剤のうち１種または２種以上のものを使用する。

上記添加剤の配合量としては、エポキシ樹脂１００重量
部に対してα１−１０重量部とすることが望ましい。α
１重量部より少なくなると１本発明の耐湿、防錆効果が
発揮され難く、一方、１０重量部より多くなると、添加
による効果の向上はあるが、他の特性例えば接着性、成
形性等が悪くなる恐れがある。更に優れた耐湿性・防錆
性は。

上記配合量が１〜６重量部の範囲内にあるとぎに得るこ
とができる。

本発明は上記成分即ちｔａ＋エポキシ樹脂、（ｂ）硬化
剤、　（（１）酸化パフフィン系ワックスあるいはその
金属塩またはエステル化したもののうちの１種または２
種以上の添加剤の成分のみから構成されてもよいが、さ
らに無機充てん剤を添加配合することにより１寸法安定
性、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。

無機充てん剤としては１例えばジルコニ７、アルミナ、
り〃り、クレー、マグネシア、溶融クリ力、結晶シリカ
、ケイ酸カルシウム、炭酸力ｐ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げられる。これら
の中で溶融シリカ。

結晶ｆ／　’１３力が最も好ましい。

また９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０合成ワックス類、直鎖脂肪酸
の金属塩、酸アミド類、エステル類もしくはそれらの混
合物等の離型剤、塩素化パラフィン、臭素化ビスフェノ
−１ｖＡ型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック
型エポキシ樹脂。

プロムト〃エン、ヘキサブロムベンゼン、三酸化アンチ
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７Ｊ つかえぐい。

本発明にか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 ンヘエ〃ミキサー等の混合機で充分混合した後。

熱ローμ機、ニーダー等の混練機により溶融混練して、
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、オルトフレジー４フェノ−／ｌ
／Ａ型エボキＶ樹脂と，第１表に示すような融点・酸価
等の物性を有する添加剤としての酸化バフフィン系ワッ
クスまたはそのエスデ〃化輸たものとを第２表（配合量
の数値はすべて重量部を表わす。）に示すような配合割
合で混合した。

次いで．このものに硬化剤としてのフェノールノボラッ
ク樹脂を５０重量部．硬化促進剤としての２−フエ二ー
〜イミダゾーμ８重量部．無機充填剤としての溶融シリ
カ８６０１１１景部９表面処理剤としてのエポキクシラ
ンク重量部．離型剤としての力ｐナパワックス２重量部
を添加して，混合した。次いで，このものを９０℃の温
度下で．１０分間ロール機で溶ＷＩｉ混線し．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５ｍ類のニーキシ樹脂組成物（第１表
の試料層１〜５）を調製した。

なお、第１表に示した添加剤は．酸化パラフィン系ワッ
クスであり，同表には該ワックスの製造会社名（カッコ
内に示す）と商品名とを示す。

また、比較のため．第２表に示すごとく，酸化パラフィ
ン系ワックス等の添加剤は含まず，それ以外は上記本発
明にかかる試料ｆ１〜４と同様なーＡ　即Ａ一番　久〃
ヒＴ哄ル書６田工ｄシ，Ｖ貿ヨ贈釦虐物（試料ＡＣＩ）
及び該試料ＣＩの成分に酸化されていないパラフィンを
加えたもの（試料／ＫＣ２）を調製した。

上記７Ｍ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／Ｉ／素子に対して。

１７５℃．８分間でトランスフ１−成形機により封止を
行ない，さらに１６５℃，８時間加熱した後硬化させ，
樹脂封止を行なった。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℃＋　２　＊Ｌｍ，飽和水蒸気中で
１＋２Ｖのバイアスをかけて．プレッシャークツカー試
験を行なった。これにより各試料の平均寿命を測定して
，その耐湿性を評価した。その結果を＠８表に示す。こ
こに平均寿命とは．アルミニウム配線あるいは電極が腐
食されて，電気伝導性がなくなるまでの時間をいう。

第８表より明らかなように１本発明にかかるエポキシ樹
脂組成物を用いた場合には．高温度．高湿度下において
も．従来の比較組成物に比して。

著るしく平均寿命が向上しており１本発明の樹脂組成物
は電気部品の封止用樹脂としてもきわめて有用なもので
あることが分る。

第　２　表 第　８　表 出願人 株式会社　豊田中央研究所

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エポキシ樹脂及び硬化剤と酸化パラフィン系ワッ
   クスあるいはその金属塩またはエステ〃化したもののう
   ちの１種または２ａ以上から成る添加剤とからなること
   を特徴とするエポキシ樹脂組成物。
2. （２）エポキシ樹脂は、グリシシルエーデ〃系エポキシ
   樹脂、フェノ−ｐノボラック系エポキシ樹脂、クレゾー
   ルノボフ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μ系エポキシ樹脂、線状脂肪族エボキＶ
   樹脂、ハロゲン化エポキＶ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）　添加剤は、エポキシ樹脂１００重量部に対して
   ｃＬｌ−１０重量部配合して成る特許請求の範囲第【１
   １項記載のエポキシ樹脂組成物。