JPS61293219A - 封止用樹脂組成物 - Google Patents

封止用樹脂組成物

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JPS61293219A
JPS61293219A JP60135024A JP13502485A JPS61293219A JP S61293219 A JPS61293219 A JP S61293219A JP 60135024 A JP60135024 A JP 60135024A JP 13502485 A JP13502485 A JP 13502485A JP S61293219 A JPS61293219 A JP S61293219A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路にかかる内部応力の緩和性に
優′れ、熱膨張係数が小さく、熱伝導率の大きい、耐湿
性、熱放散性に優れた封止用樹脂組成物に関する。
〔従来の技術および発明が解決すべき問題点〕従来、ダ
イオード、トランジスタ、集積回路の電子部品を熱硬化
性樹脂を用いて樹脂封止する方法が行われてきた。この
樹脂封止は、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。封止用樹脂としては、熱硬化性樹
脂の中でも信頼性、生産性および価格等の点からエポキ
シ樹脂が一般的に多く用いられている。エポキシ樹脂に
は、酸無水物、芳香族アミン、ノボラック型フェノール
樹脂等の硬化剤が用いられる。これらの中でノボラック
型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂は、他の
硬化剤を使用したものに比べて、成形性、耐湿性に優れ
、毒性がなくかつ安価であるため、半導体封止用樹脂と
して、広く使用されている。
また半導体封止用樹脂組成物としては、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と溶融シリカ
粉末の組成物、エポキシ樹脂と結晶性シリカ粉末の組成
物およびエポキシ樹脂と溶融シリカ粉末の組成物が、最
も一般的に使用されている。
しかしながら、ノボラック型フェノール樹脂を硬化剤と
した通常のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂やビス
フェノール型エポキシ樹脂と溶融シリカ粉末の組成物は
、耐湿性に優れ、樹脂クラック、ベレットクラック等に
強いという特徴があるが、熱伝導率が小さいため、熱放
散が悪く、内部応力緩和が低く、また消費電力の大きい
パワー半導体では機能が果せなくなる欠点がある。また
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
脂と結晶性シリカ粉末の組成物は、熱伝導率は大きいが
、逆に熱膨張係数も大きく、耐湿性に対する信頼性に劣
ると同時に部寄サイクル試験でもボンディングワイヤー
のオーブンが生じる等の欠点がある。
また、ノボラック型フェノール樹脂を硬化剤としたエポ
キシ樹脂と溶融シリカ粉末と結晶性シリカ粉末の組成物
は、熱伝導率および熱膨張係数ともに中間であり、中途
半端な特性を示し、用途が限定されてしまう欠点がある
。こうしたことから内部応力の緩和性に優れ、熱伝導率
の大きい封止用樹脂組成物の開発が待たれている。
また、封止用樹脂を低応力化する方法としては、一般的
にエポキシ樹脂やノボラック型フェノール樹脂を可撓化
したり、可塑剤の添加が考えられるが、この方法では高
温電気特性が低下するため、信頼性に問題を生じる。ま
た可塑剤を添加すると、リードフレームとの密着性が低
下し、耐湿性が恕くなり、信頼性が低下するなどの欠点
があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、次に示す封止用樹脂組成物が、内部応力の緩
和性に優れ、熱伝導率が大きく上記目的を満足すること
を見い出したものである。即ら、本発明は、 (A)下記一般式〔I〕で表わされるジシクロペンタジ
エン・フェノール類変性エポキシ樹脂 〔I〕 〔式中Rは水素原子または炭素数1〜9のアルキル基、
nは0〜15の整数を示す。〕(B)ノボラック型フェ
ノール樹脂 (C)溶融層と結晶層とを有するシリカ粉末を必須成分
とし、 かつ、全組成物に対して前記(C)溶融層と結晶層とを
有するシリカ粉末を20〜90重量%含有することを特
徴とする封止用樹脂組成物である。本発明の樹脂組成物
においては、エポキシ樹脂のエポキシ基(a )とノボ
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の範囲であるこ
とが望ましい。
本発明に用いる(A)ジシクロペンタジエン・フェノー
ル類変性エポキシ樹脂は、ジシクロペンタジェンとフェ
ノール類を重合し、更にグリシジル化反応によって製造
され、樹脂の重合度はO〜15である。封止用樹脂の種
類によって、重合度を調整することができる。樹脂中に
ジシクロペンタジェン誘導体を含むことにより、耐湿性
を向上させ、また内部応力の緩和に優れた封止用樹脂を
得ることが出来る。フェノール類としては、フェノール
、クレゾール、p−ターシャリ−ブチルフェノール、p
−ノニルフェノール等である。アルキルフェノール類を
含むことにより、耐湿性をさらに向上させ、信頼性の高
い半導体を得ることができる。
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、例えばブチル化ノボラック型フェノ
ール樹脂等を挙げることができる。ノボラック型フェノ
ール樹脂中の未反応フェノール類の含有率は1%以下で
ある。未反応フェノール類が1%以上であると硬化特性
、特に耐湿性の劣化を生じるため好ましくない。
ノボラック型フェノール樹脂の配合割合は、前記(A)
ジシクロペンタジエン・フェノール類変性エポキシ樹脂
のエポキシW(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1(b)とのモル比(a/b 
)が、0.1〜10の範囲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。
本発明で用いる(C)溶融層と結晶層とを有するシリカ
粉末としては、0表面に結晶層を、中心部に溶融層を有
するシリカ粉末、0表面に溶融層を、中心部に結晶層を
有するシリカ粉末、■その他溶融層と結晶層を部分的に
有するシリカ粉末等が用いられ、要は溶融層と結晶層を
もっておればよい。■の場合、溶融シリカ粉末の表面層
を瞬間的に冷却して製造される。■の場合は結晶性シリ
カ粉末の表面層を瞬間的に、プラズマ炎、カーボンアー
ク等で溶融して製造される。溶融層と結晶層を有するシ
リカ粉末の配合割合は、樹脂組成物に対して20〜90
重爾%の範囲であることが好ましい。20重量%未満で
は、熱膨張係数が大きく、熱伝導率が小さく好ましくな
い。90重量%を超えるとかさぼりが大きく、かつ成形
性が悪く実用に適さない。
本発明の封止用樹脂組成物は、ジシクロペンタジエン・
フェノール類変性エポキシ樹脂、ノボラック型フェノー
ル樹脂、溶融層と結晶層とを有するシリカ粉末を必須成
分とするが必要に応じて、例えば天然ワックス類、合成
ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、エステル類などの離
型剤、臭素化ノボラック型エポキシ樹脂、テトラブロム
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、三酸化アンチモンな
どの難燃剤、カーボンブラックなどの着色剤、シランカ
ップリング剤、種々の硬化促進剤等を適宜添加配合して
もよい。
本発明の封止用“樹脂組成物を成形材料として調整する
場合の一般的な方法としては、ジシクロペンタジエン・
フェノール類変性エポキシ樹脂、ノボラック型フェノー
ル樹脂、溶融層と結晶層とを有するシリカ粉末、その他
を所定の組成比に選択した原料組成分を、混線ロールに
よって十分均一に混合した後、更に熱ロールによる溶融
混合処理、またはニーダ等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とす
ることができる。
本発明の封止用樹脂組成物を電子部品或いは電気部品の
封止、被覆、絶縁等に適用した場合に優れた特性および
信頼性を付与することができる。
〔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。以下単に部と
あるはいずれも重量部を意味する。
実施例1 ジシクロペンタジェン・p−フェノール重合エポキシ樹
脂(エポキシ当fi 305) 20部にノボラック型
フェノール樹脂(フェノール当@ 107)7部、溶融
層と結晶層とを有する(表面に溶融層を有し、内部に結
晶層を有する)シリカ粉末(平均粒子20〜25μ)7
0部、離型剤3部を常温で混合し、80〜90℃で混練
して封止用樹脂組成物を得、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を得た。この成形品について
、熱WB@係数、熱伝導率、ガラス転移点、曲げ弾性率
を測定した。その結果を第1表に示した。
実施例2 実施例1において、シリカ粉末の代わりに溶融層と結晶
層とを有する(表面に結晶層を有し、内部に溶融層をも
つ)シリカ粉末(平均粒子20μ)の70部を用いた以
外は総て同一にして成形材料を得、次いで成形品を製造
した。その特性の測定を行った結果を第1表に示した。
比較例1 クレゾールノボラックエポキシ樹脂(エポキシ当量21
1) 20部にノボラック型フェノール樹脂(フェノー
ル当fi 107) 10部、溶融シリカ粉末70部、
at型剤等3部を実施例1と同様に、操作処理して、成
形材料、成形品を得た。得られた成形品について特性を
測定した結果を第1表に示した。
比較例2 比較例1において、溶融シリカの代りに結晶性シリカ粉
末を用いた以外は総て比較例1と同様に行い、成形材料
、成形品を得て特性を測定した。その結果を第1表に示
した。
第1表 〔発明の効果〕 前記の如く、本発明の封止用樹脂組成物は内部応力の緩
和性に優れ、熱伝導率が大きいため、耐湿性に優れ、樹
脂クラック、ベレットクラック等がなく、また熱放散性
がよいため、パワー半導体等の機器に効果がある。この
樹脂組成物を電子・電気部品の封止用に用いると、十分
な信頼性を得ることができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)(A)下記一般式〔 I 〕で表わされるジシクロペ
    ンタジエン・フェノール類変性 エポキシ樹脂 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔 I 〕 〔式中Rは水素原子または炭素数1〜9のアルキル基、
    nは0〜15の整数を示す。〕 (B)ノボラック型フェノール樹脂 (C)溶融層と結晶層とを有するシリカ粉末 を必須成分とし、 かつ全組成物に対して前記(C)溶融層と 結晶層とを有するシリカ粉末を20〜90重量%含有す
    ることを特徴とする封止用樹脂組成物。 2)エポキシ樹脂のエポキシ基(a)と、ノボラック型
    フェノール樹脂のフェノール性水酸基(b)のモル比(
    a/b)が、0.1〜10の範囲内であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の封止用樹脂組成物。
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