JPS6092318A - 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。

ツー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ための封土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、セラミご
り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電部品とが直接
後していることと樹脂封止が気密封止でないことに寄因
するため、その改善は極めて難しいことであった。工呪
キシ樹脂は硬化物中に一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−８−一 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、屓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゛Ｍｎ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ｌ気持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、これらの間頭に対処するため、＠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−４− 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、更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（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＠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。

本発明をなすに至つた。

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
脂と、硬化剤と、−ｙノリンまたはフッリン誘導体の一
方または双方及び木ろうからなる添加剤とから成ること
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
脂と混在させたフッリンまたはフッリン誘導体の一方ま
たは双方及び木ろうからなる添加剤が、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。

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、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９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電部品
の表面とエポキシ樹脂との境界面において、上記添加剤
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、！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ラノリン等
の添加剤が、エポキシ樹脂組成物中に含まれているため
、を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。

本発明において用いつるエポキシ樹脂は１通常知られる
ものであり、特に限定されない。例えばグリシシルニー
デル系エポキシ樹脂、フェノ−μ／ｙＮツック系エポキ
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、グリシジルニスデル系エポキシ樹脂、線
状脂肪施工ｆ３？キン樹脂、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種もしくは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、耐熱性等の面からツーノールノボフック系エポ
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、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、
無水メチルナリン酸等の酸無水物、メタフェニレンジア
ミン、ジアミノジフェニルスルホン、芳香族アミンアダ
クト等の芳香族アミン、ｄξミ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０５〜Ｌ５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−７− 化学当量比が０，８〜Ｌ２の範囲内にあるときに得るこ
とができる。

また９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−ｔ）メチルイミダゾール等のイミダゾール類、
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は、一般
にエポキシ樹脂１００重量部に対して０．０５〜５重量
部の範囲内でよい。

本発明にかかるヲノリン、ヲノリン誘導体及び木ろうの
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いはその
後に、樹脂中から外部へし−８− 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、＋ｍ
ｔ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る。

上記添加剤としてのラノリンは、羊毛側を示し。

脂肪酸と一価高級ア／Ｉ／コールとのエステルであり。

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ｆｉｉ製を行なったものがよい。

マタ、該うノリン銹導体としては、ツノリンからアルコ
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
およびフッリン酸バリウム、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、フッリン酸
力〜シウム、フッリン酸すｌ−ＩＩウム等のフッリン脂
肪酸金属塩等がある。

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

上記ラノリンまたはフッリン銹導体の配合量としては、
エポキシ樹脂１００重量部［こ対して０１〜１０重量部
とすることが望ましい。０．１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認められるが組成物の他の特性
９例えば接着性等が悪くなるおそれがある。

また、上記本ろうは、ハゼの木の果賽の中果皮から抽出
した脂肪で、バルミチン酸を主とするグリセリドから成
り、二塩基酸グリセリドを含むものである。該木ろうと
しては、その原産地、精製方法、精製度合、酸価、けん
価、ヨウ素価、融点について特に限定されない。

上記木ろうの配合量としては、エポキシ樹脂１００重量
部に対して０１〜ｌＯ重量部とすることが望ましい。０
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重承部より多くなると、添加
による効果の向上は認められるが、むしろ他の特性例え
ば接着性などを低下させるおそれがある。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時
に得られる。

本発明は上記成分即ち＋ａ＋エポキシ樹脂、（ｂ）硬化
、−、、−１１＝ 剤、（Ｃ）上記ラノリン等の添加剤の成分のみから構成
されてもよいが、さらトこ無機充填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。

無機充填剤としては９例えばジルコニア、アルミナ、り
〃り、クレー、マグネシア、溶融シリカ。

結晶シリカ、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム。

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

また１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１合成ワックス類、ｌＩｒ鎖脂
肪酸の金属塩、酸アミド類、ニスデ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、臭累化ビスフ
ェノールｋｍエポキシ樹脂、臭素化フェノールノボフッ
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、三酸化アンチ
モン等の難燃剤、シワンカップリング剤。

チタンカップリング剤等の表面処理剤、カーボン−１２
− 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。

本発明にかかるエポキシ樹脂組成物をＩ！！！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〃
ミキサー等の混合機で充分混合した後。

熱ロール機、ニーダ−等の混線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クレゾールノボラックエポ
キシ樹脂単独またはこのものとビスフェノ−）ｖＡｍエ
ポキシ樹脂と、ラノリンとしての精ｆｌｉｔ！フッリン
又はラノリン酸金属塩としてのリノリン酸カルシウム及
び木ろうとを第１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フックを５０重量
部、硬化促進剤としての２−フェニルイミダゾ−／ｖ８
重量部。

無機充填剤としての溶融シリカ３５０重量部１表面処理
剤としてのエボキシシフン２重量部、離型剤としての力
〜ナパワックス２重敗部を添加して。

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８種類のエポキシ樹脂組成物（第１表
の試料蔦１〜８）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、あるいは木ろうのみ。

及び添加剤は用いることなく、それ以外は上記試料ｆ１
，２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（第１表の試料ＡＣＩ〜Ｃ８）。

上記６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素子ｔこ対して。

１７５℃、８分間でトランスファー成形機により封止を
行ない、さらに１６５℃、８時間加熱することにより後
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１
２１℃＋　２　ａｔｍ　、飽和水蒸気中で１２Ｖのバイ
アスをかけて、プレツνヤークッ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。

その結果を第２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Ｗ極が腐食されて、電気伝導
性がなくなるまでの時間をいり。

第２表より明らかなように、不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ｖ、ｔ＋１１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どしてもきわめて有用なもので
あることが分る。

−１５− 第１表 策２表 −１６−−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （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木ろうから成る添加
   剤とからなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 （２）　エポキシ樹脂は、グリシジルニーデル系エポキ
   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ｔ１）項記載の工ｌキシ樹脂
   組成物。 （８）　ラノリン誘導体は、ラノリン脂肪酸、ｓＰ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（１）項記載のエポキシ樹脂組成物。 （４）　ラノリン脂肪酸金属塩は、ツノリン酸バリウム
   、ツノリン酸マグネシウム、ツノリン酸亜鉛ラノリン酸
   アルミニウム、ツノリン酸力ｐシウム。 ツノリン酸ナトリウムである特許請求の範囲第（８）項
   記載のエポキシ樹脂組成物。 （５）　フッリンまたはラノリン誘導体の一方または双
   方がエポキシ樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重
   量部含ま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。 （６）木ろうは、エポキシ樹脂１００重量部に対してα
   １〜ＩＱ重量部配合して成る特許請求の範囲第（１１項
   記載のエポキシ樹脂組成物。