JPS61231023A - 封止用樹脂組成物 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、低応力で、耐湿性、及びレーザーマーク性に
も優れた封止用樹脂組成物に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、ダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子部
品を、熱硬化性樹脂を用いて封止する方法が行われてい
る。　この樹脂封止の方法は、ガラス、金属、セラミッ
クを用いたハーメチックシール方式に比較して、経済的
に有利なため広く実用化されている。　封止用の樹脂と
しては、熱硬化性樹脂が用いられ、その中でも信頼性、
価格等の点からエポキシ樹脂の組成物が最も一般的なも
のとして用いられている。　エポキシ樹脂の硬化剤とし
て、酸無水物、芳香族アミン、ノボラック型フェノール
樹脂等が用いられているが、ノボラック型フェノール樹
脂を硬化剤としたエポキシ樹脂組成物は、他の硬化剤を
用いたものに比べて成形性、耐湿性に優れ、毒性がなく
、かつ安価であるため半導体封止用材料として最も好ま
しく、広く用いられている。

ところが、従来のノボラック型フェノール樹脂を硬化剤
としたエポキシ樹脂組成物は、成形硬化時に収縮して素
子に応力がかかり、封止成形品の信頼性が劣るという欠
点がある。　すなわち、前記の樹脂組成物を使用した成
形品について温寒サイクルテストを行うとボンディング
ワイヤの断線、樹脂クラック、素子クランクが発生し、
電子部品としての機能が果せなくなる。　特に素子サイ
ズの大きな（５ｍｍ　ｘＳｍｓ口以上＞　ｃｐｕ、ゲー
トアレイ等の封止用として用いた場合、上記の現象が顕
著に発生する。

また、樹脂封止した半導体製品の表面に製品名や製造者
名をマークするには、現在熱硬化性のインキで捺印する
方法が一般に採用されている。

しかしこのインキによる捺印は、有別溶剤で比較的容易
に消えること、さらに摩擦に弱いことが欠点とされてい
る。　この欠点を補い、かつ捺印工程の効率化を図るた
め、最近、炭酸ガスなどのレーザを用いたレーザーマー
クが行われるようになった。　しかしながら、従来のエ
ポキシ樹脂組成物にレーザーマークを行った場合、マー
ク鮮明度がインキマーキング法より劣るという欠点があ
った。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記の欠点を解消するためになされた
もので、低応力で、耐湿性、及びレーザーマーク性にも
優れ、かつエポキシ樹脂組成物が本来有する耐熱性、機
械的特性および成形作業性を堅持した封止用樹脂組成物
を提供しようとするものである。

［発明の概要］ 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意検討した
結果、分子中に少なくとも１個以上の金属原子又は金属
イオンを有する有機染料およびエチレン−ビニルアルコ
ール共重合体を配合することによって、低応力で、耐湿
性、及びレーザーマーク性にも優れた封止用樹脂組成物
が得られることを見いだし、本発明を完成したものであ
る。

即ち、本発明は、 （Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、 （Ｃ）分子中に少なくとも１個以上の金属原子又は金属
イオンを有する有機染料、 （Ｄ）エチレン−ビニルアルコール共重合体および （Ｅ）無機質充填材 を含むことを特徴とする封止用樹脂組成物である。

そしてこの樹脂組成物に対して、（Ｃ）分子中に少なく
とも１個以上の金属原子又は金属イオンを有する有機染
料を０．０１〜１０重量％、（Ｄ）エチレン−ビニルア
ルコール共重合体を０．１〜２０重量％、（Ｅ）無機質
充填材を２５〜９０重憬％、それぞれ含有し、あるいは
（Ａ）エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ　）と（Ｂ）ノボ
ラック型フェノール樹脂のフェノール性水酸Ｊｌ（ｂ）
とのモル比［（ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲に
ある封止用樹脂組成物が特に好適である。

本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、その分子
中にエポキシ基を少なくとも２個以上有する化合物であ
る限り、分子構造、分子量などに特に制限はなく、一般
に使用されているエポキシ樹脂を広く包含することがで
きる。　例えばビスフェノール型の芳香族、シクロヘキ
サン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示される
エポキシノボラック系等の樹脂が挙げられ、これらは単
独又は２種以上混合して使用する。

（式中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基
を、Ｒ２は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上の整
数をそれぞれ表す） 本発明に用いる（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類とホルムアルデヒドあるいはバラホルムアルデヒドを
反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂および
これらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチル化
ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは１
種又は２種以上混合して用いられる。　ノボラック型フ
ェノール樹脂の配合割合は、前記（Ａ）エポキシ樹脂の
エポキシ基（ａ）と、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹
脂のフェノール性水酸基（ｂ　）とのモル比［（ａ）／
（ｂ）］が０．１〜１０の範囲内であることが好ましい
。　モル比が０．１未満もしくは１０を超えると耐湿性
、成形作業性および硬化物の電気特性が悪くなり、いず
れの場合も好ましくない。　従って上記範囲に限定する
のがよい。

本発明に用いる（Ｃ）分子中に少なくとも１個以上の金
属原子又は金属イオンを有する有機染料としでは、前記
の条件を有している限り、分子構造、分子量などに特に
制限はない。　具体的な化合、物としては、 のクロム錯塩　　。

（Ｍ２′″＝Ｍｎ”、Ｃａ”、Ｓｒ”など）等が挙げら
れ、これらは単独又は２種以上混合して使用する。　そ
して、特にこれらの有機染料は、分子中に塩素や臭素等
のハロゲン原子を含まないものが好ましい。　有機染料
の配合割合は、樹脂組成物に対して０．０１〜１０重量
％含有することが好ましい。　配合量が０．０１重量％
未満では、レーザーマーク性に効果がなく、１０重員％
を超えるとかさぼりが大きくなり成形性が悪く実用に適
さない。

本発明に用いる（Ｄ）エチレン−ビニルアルコール共重
合体としては、その分子中に （式中、ｎ＋、ｎは１以上の整数を示す）で・表される
基を有するもので、この基を有する限り、分子構造、分
子量等に特に制限はなく、一般に使用されているものを
広く包含することができる。　エチレン−ビニルアルコ
ール共重合体の配合量は、樹脂組成物に対して０．１〜
２０重量％含有することが好ましい。　配合量が０．１
重量％未満では、低応力に効果がなく、また２０＠量％
を超えると、かさばりが大きくなり成形性が悪く実用に
適さない。

さらに本発明に用いる（Ｅ）無機質充填材としては、シ
リカ粉末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、炭酸
カルシウム、チタンホワイト、クレー、アスベスト、マ
イカ、ベンガラ、ガラス繊維、炭素ｌｌ維等の無機質ｍ
維等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して用
いる。　これらの充填材の中でも特にシリカ粉末および
アルミナが好ましい。　無機質充填材の配合割合は、樹
脂組成物に対して２５〜９０重量％含有することが好ま
しい。

配合量が２５重量％未満では、耐湿性、耐熱性、機械的
特性、成形性に効果なく、９０重量％を超えるとかさぼ
りが大きくなり、成形性が悪く実用に適さない。

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型フェノール樹脂、分子中に少な（とも１個以上の金
属原子又は金属イオンを有する有機染料、エチレン−ビ
ニルアルコール共重合体、無機質充填材を含むが、必要
に応じて例えば天然ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、
酸アミド類、エステル類、パラフィン類などの離型剤、
塩化パラフィン、ブロムトルエン、ヘキサブロムベンゼ
ン、三酸化アンチモンなどの難燃剤、カーボンブラック
、ベンガラなどの着色剤、シランカップリング剤等を適
宜添加配合しても差しつかえない。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料とする一般的な方
法として、所定の組成比に選択した前記の各成分をミキ
サー等によって十分均一に混合した後、更に熱ロールに
よって溶融混合処理、又はニーダなどによる混合処理を
行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成
形材料を製造することができる。

本発明に係る封止用樹脂組成物を電子・電気部品の封止
、被覆、絶縁などに適用すれば優れた特性および信頼性
を付与することができる。

［発明の効果］ 本発明の封止用樹脂組成物は、分子中に少なくとも１個
以上の金属原子又は金属イオンを有する有機染料および
エチレン−ビニルアルコール共重合体を配合したことに
よって、低応力であるため成形硬化時に収縮して素子に
応力がかかることもなく、また耐湿性に優れ、温寒サイ
クルテストによるボンディングワイヤの断線、樹脂クラ
ック、素子クラックの発生がなくなる。　更にレーザー
マーク性に優れ、鮮明度のよいマークを得ることができ
る。　もちろんエポキシ樹脂組成物が有する耐熱性、機
械的特性および作業性を保持しているため、この組成物
を電子・電気部品の封止用に用いた場合、十分な信頼性
を得ることができる。

［発明の実施例］ 本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。

実施例および比較例において「％」とは「重量％」を意
味する。

実施例 タレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量２１
５）　１６％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当量１０７）　　９％、次式の有機染料１％、エチ
レン−ビニルアルコール共重合体５％およびシリカ粉末
６９％を常温で混合し、次いで９０〜９５℃で混線冷却
した後、粉砕して成形材料を製造した。　得られた成形
材料をタブレット化し予熱して、トランスファー成形で
１７０℃に加熱した金型内に注入し、硬化させて成形品
（封止品）を得た。　この成形品について機械的特性、
ガラス転移点、温寒サイクル、耐湿性、レーザーマーク
性について試験したので第１表に示した。

比較例 クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量２１
５）　２０％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当ｆＭ　１０７）　１０％、およびシリカ粉末１０
％を実施例と同様に操作処理して成形材料を製造し、そ
れを用いて成形品とし、この成形品について実施例と同
一の緒特性の試験を行った。　その結果を第１表に示し
た。

第１表 ＊１　：測定温度を示した ＊２　：３０ｘ２５ｘ　５ｍｍの成形品の底面に２５Ｘ
２５ｘ３ｍｎ＋の銅板を埋込み成形をし、−４０℃と＋
２００℃の恒温槽へ各３０分間ずつ入れ、１５サイクル
繰り返した後の樹脂クランクを調査した ＊３　：成形材料を用いて２本のアルミニウム配線を有
する電気部品を１７０℃で３分間トランスファー成形し
、その後１８０℃で８時間硬化させた。こうして得た封
止電気部品１００個について１２０℃の高圧水蒸気中で
耐湿試験を行いアルミニウム腐食による５０％の断線（
不良発生）の起こる時間を評価した ＊４：耐湿試験で用いたと同じ条件で封止した封止電気
部品１ｏｏ個についてＣＯ２レーザーを用いてレーザー
マーキングを行い目視で鮮明度を評価した 本発明は、比較例に比べて低応力、耐湿性およびレーザ
ーマーク性に優れており、本発明の顕著な効果が認めら
れた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、 （Ｃ）分子中に少なくとも１個以上の金属原子又は金属
   イオンを有する有機染料、 （Ｄ）エチレン−ビニルアルコール共重合体および （Ｅ）無機質充填材 を含むことを特徴とする封止用樹脂組成物。 ２、樹脂組成物に対して、前記（Ｃ）分子中に少なくと
   も１個以上の金属原子又は金属イオンを有する有機染料
   を０．０１〜１０重量％、前記（Ｄ）エチレン−ビニル
   アルコール共重合体を０．１〜２０重量％、前記（Ｅ）
   無機質充填材を２５〜９０重量％、それぞれ含有する特
   許請求の範囲第１項記載の封止用樹脂組成物。 ３、（Ａ）エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ）と（Ｂ）ノ
   ボラック型フェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）
   とのモル比［（ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲で
   ある特許請求の範囲第１項又は第２項記載の封止用樹脂
   組成物。