JPS6134052A - 封止用一液性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】 〔技術分野〕 この発明は、封止用の一液性エポキシ樹脂組成物に関す
るものである・ 〔背景技術〕 近年、エレクトロニクス関係分野の発展はめざましく、
種々の用途に半導体が用いられており、集積された半導
体であるＩ’Ｃ、ＬＳＩ　も産業用だけでなく、民生用
機器など身近な用途にも使われ、ますます需要が増大し
つつある。

このエレクトロニクス技術の主幹となっている個別半導
体、ＩＣ，ＬＳＩの欠点として、外部からのストレスに
弱いことがあげられる。温度、湿気。

衝撃、α線などにより、断線、誤動作を起こしやすく、
これらから保饅するために、セラミックや樹脂中にパッ
ケージされて使用されている。

このパッケージ法の中で、セラミック封止は、・外部ス
トレスから保饅する能力、すなわち信頼性に優れるが、
コストが高く、作業性に劣ることから、８ｏ係以上は樹
脂封止が行われている。樹脂封止の中でも、リードフレ
ーム、トランスファ成形材料を用いた封止が最も一般的
で、信頼性についても十分の実績を上けている。

しかし、近年、より小型化、薄膜化を求める気運を受け
て、ハイブリッドＩＣとしてセラミックなどの基板上に
ＩＣチップを塔載し、回路パターンとボンディングして
用いる方法も増加の傾向にある−さらには、チップオン
ボードと呼ばれる、プリント配線板上へのＩＣチップの
直接塔載も増加している。最近では、ガラス基材のプリ
ント配線板のみならず、紙基材のものへも用途が拡大し
ており、トランスファ封止したＤＩＰ（デュアル・イン
ライン・パッケージ）などを塔載するのに比べ、著しく
小型化を実現している。

このようなハイブリッドＩＣ，テップオンボードなどで
、塔載−ボンディングされた裸のＩＣを外部からのスト
レスから保護するために、樹脂封止が用いられている。

しかし、この封止材料の信頼性は、トランスファ成形材
料に比べて十分ではないので、その信頼性の向上が強く
求められている。トランスファ成形材料封止なみの信頼
性を持つことによって、高度な信頼性全要求されるＬＳ
Ｉをも搭載できれば、種々の分野で利用することが可能
であるが、現在、その領域まで到達できていない。

一般に、封止材料として高い信頼性を持つための条件は （ａ）　　低イオン（特にＮａ”　、　Ｃ１−１（ｂ）
低線膨張係数 （ｃ）　　高ガラス転移点（高Ｔｇ　）（ｄ）　　高密
着性 （ｅ）　　低吸湿、透湿 ゛（ｆ）低α線（ＭＯＳの場合） などがあげられる。

さて、前記のようなハイブリッドＩＣ，チップオシボー
ド上のＩＣなどを封止する材料としては、■　エポキシ
成形材料を冷開成形してペレット状材料としたものを溶
融加熱する方法、 ■　エポキシ２液材料、 ■　エポキシｌ液材料、 が主なものとして、一般的に使用されている。

シカし、■のペレット材料は、コストアップとなるうえ
、ペレット材料を半導体とに載せる作業が手作業に頼ら
ざるをえないため、ラインの自動化ができないという欠
点を持っている。■の２液材料は高粘度の２液を混合、
脱気する工程をユーザーでやらねばならない上に、信頼
性アップのためには充填材をある程度増加する必要があ
り、あまり高粘度では、均一混合、脱気ができないため
に信頼性を要求する分野には不向きである。

すなわち、信頼性を上げるためには、硬化物の線膨張を
おさえるために低膨張の充填材を５０〜８０　ｗｔｌ含
む必要があり、■のｌ液性材料でないと対応できない・
しかし、１液性材料では、上記の条件（ａ）〜（ｆ）に
加えて、低粘度であることが要求されるが、あまり充填
材が多いとパテ状を呈して取り扱いにぐいうえに、基板
との界面でのなじみが悪く、かえって信頼性全悪化させ
るため、できるだけ高充填材量で、低粘度の材料が切望
されている。

また、封止材料に充填材を混合すると、封止材料の表面
が粗くなり、吸湿率の上昇にもつながる。

なお、封止材料の表面の粗さは、表面光沢の良否により
判断できる。

〔発明の目的〕

この発明は、以上のことに鑑み、−液性エポキシ樹脂封
止材料において、充填材の量を増しても、低粘度、良光
沢の封止材料が得られるエポキシ樹脂組成物を提供する
ことを目的とする。

〔発明の開示〕

発明者らは、封止材料に充填材を混合することにより、
上記のような整置が生じるのは、充填材の粒度分布につ
いて考慮されていないからではないかと考えた。そこで
、発明者らは、封止材料に配合される充填材として、粒
度の異なる充填材を併用すればよいと考え、種々実験、
研究を重ね、ここにこの発明を完成した。

したがって、この発明は、充填材を全組成物中に４０〜
８０　ｗｔｌ含むエポキシ樹脂組成物において、充填材
として、 （ｊ　中心粒径２０〜８０μｍのものを充填材全体の４
０〜８０　ｗｔチ、 （至）中心粒径０．３〜１５μｍのものを充填材全体０
０〜３０　ｗｔｌ、 （０中心粒径９０〜３００μｍのものを充填材全体のｌ
　Ｏ〜４０　ｗｔｌ、 併せて用いることを特徴とする封止用一液性エポキシ樹
脂組成物をその要旨としている。以Ｆ、この発明につい
て詳しく説明する。

こ０発明では、上にみたように、異なる粒度のものを併
用するに際し、中心粒径（５０憾粒径）２０〜８０μｍ
の充填材が充填材全体の４０〜８０ｗｔ４となるように
している。このようにすれば、このような中心粒径の充
填材が充填材全体中の主成分となり、好ましいからであ
る。なお、充填材全体の中心粒径が２０〜８０μｍにな
ることがより好ましい、あまり細かい粒径のものを多量
に入れると、吸油量が増大するので、かえって粒度が上
杵する。このため、０．３〜１５μｍの中心粒径を持っ
た充填材は、充填材中０〜３０　ｗｔｌの範囲にあるの
がよく、３０　ｗｔ４が上限である。また、中心粒径３
００μｍ以上の充填材は、液状材料を加熱硬化させると
きに沈降が起こり、硬化物が不均一となるため、用いな
いほうがよい。大粒径粒子は、中心粒径９０〜３００μ
ｍのものを、充填材中１０〜４０　ｗｔｌの範囲で用い
るようにする。

上記のような中心粒径の異なる充填材を併用したエポキ
シ樹脂組成物（封止材料）は、単独の中心粒径を持った
充填材を用いたエポキシ樹脂組成物に比べてつぎのよう
な利点がある。すなわち、同一充填材量では、粘度が低
下して使いやすくなると同時に、同一粘度では、より高
充填系の封止材料が実現でき、線膨張率の低下が可能と
なる。

また、表面光沢が良くなり表面粗さが少なくなるのが認
められるため、吸湿率低下が可能となる。

これらの理由として、単独粒径のもので粒子マトリクス
を形成していたものに、さらに細径粒子がその２　トＩ
Ｊクス中に入り込めるので、高充填が可能とＡるうえ、
表面に突き出ていた粒子分がマトリクス中に入るために
表面粗さが少なくなり、表面の光沢が良くなることがあ
げられる。

この発明のエポキシｍ脂組成物に用いる充填材の種類と
しては、高純度、低膨張という観点から、浴融シリカま
たは結晶シリカを主要なものとして含むことが望ましく
、その他、電気特性９機械特性、熱伝導性の改善のため
にアルミナ、水酸化アルミニウムなどを併用したり、単
独使用したりしてもかまわない。

エポキシ樹脂としては、特に限定しないが、ビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環
型エポキシ樹脂などが例示でき、潜在性硬化剤は、アジ
ピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカ
ンニ酸ジヒドラジドなどジカルボン酸ジヒドラジド化合
物およびその変性物を主要硬化剤として含むことが好ま
しい。

その他、必要に応じて硬化促進剤、顔料、希釈剤、カッ
プリング剤、消泡＋ｌｌｊ、難燃材、レベリング剤、チ
クソ性付与剤々とを添加してもよい。

この発明のエポキシ樹脂組成物は、通常Ｕ）製法に従っ
て配合され、ロール、ニーダ、コ＝　−タナどで混練さ
れたのち、封正に使われ、硬化される。

混練中またｌＩ′ｉ混練後に真空脱気することが好まし
い。

以下、実施例および比較例を示す。

（実施例１） 以下のような配合で材料を混合し、真空下（７５５ｍＨ
ｇ減圧下）ニーダ中で混練して封止材料を得た。

ビスフェノールＡｍエポキシｍｄｌｉ　（ＥＬＡ　ｌ　
２８Ｐ：住友化学（株）製）・・・２４重量部フェノー
ルノボラック型エポキシｍ　脂（ＥＬＰＮ１８０：住友
化学（株）製）・・・８重量部アジピン酸ジヒドラジド
（日本ヒドラジン（抹）ａｌｌ）・・・６，７重量部 イミダゾール系硬化促進剤（２Ｅ４ＭＺ−Ａ：四国化成
（株）製）・・・０．２重量部 シランカップリング剤（Ａ−１８７：　　日本ユニカー
（株）製）・・・０．５重量部 カーボンブラック（ＭＡ−１００：三菱化成（ｔｉｃ）
　製ｌ・・・０．４　ｇ置部 反応性希釈剤フェニルグリシジルエーテル（牛丼化学（
株）製）・・・１．０重量部 充　填　材　（ｄ）・・・２０重量部 充填材（υ・・・３０重量部 充　填　材　ら）・・・１０重量部 （比較例１〜３） 従来例を示すために、充填材として、充填材（ｄ）。

（ｂ）、　（ａ）をそれぞれ単独に用いた以外は、実施
例１と同様にして封止材料を得た。

（実施例２〜４および比較例４〜６） 充填材（ａ）　＊　（ｂ）　、（ｃ）、（δを第１表に
余すように変えた以外は実施例１と全く同様にして材料
を得た。

各側の封止材料の粘度を測定して第１表に示した。粘度
は、ビスコメータＲＶ−１２（ハーケ社製）を用いてシ
ェアレートｌ　ｓｅｃ　　でのシェアストレスから算出
した。また、各封止材料を１６０℃。

２時間の硬化条件で硬化させて光沢を調べた。評価は以
下のように行い、結果を第１表に示した。

◎・・・非常に良好 ○・・・良好 ×・・・表面粗く光沢悪い （以　下　余　白） 実施例および比較例で用いた充填材はつぎのとおりであ
る。

充填材（ａ）・・・Ｆ−４４（中心粒径的１０μｍのも
め） 充填材（ｂ）・・・Ｆ−１２５（中心粒径的５０μｍの
もの） 充填材’　（ｃ）・・・Ｆ−１６０（中心粒径的６０μ
ｍのもの） 充填材（ｄ）・・・Ｆ−３００（中心粒径的１５０〜２
００μｍのもの） いずれも電気化学工業（株）製溶融シリカである。

従来例である比較例１〜３では、吸油量の違いにより充
填材の粒径が細かいほど封止材料の粘度が上昇している
・また、いずれも硬化物の光沢が悪い、すなわち、表面
が粗い。しかし、実施例１゜３．４のように異なった粒
度の充填材を併用すると、比較例で最も粘度の低い比較
例１よりも粘度が低下し、光沢が非常に艮くなる。また
、実施例２は比較例２と比べて充填材の量が多めが、粒
度併用しているため、粘度が同程度であり、より高充填
系が実現できている。実施例３は、中心粒径９０〜３０
０μｍの充填材ケ充填材中４０ｗｔチ以下に押えなけれ
ば粒度併用の効果がない例であり、比較例６の上うに５
０　ｗｔｌも入れると併用効果がなくなる。実施例４は
、中心粒径０．３〜１５μｍの充填材を充填材中３０　
ｗｔｌまで入れることができる例であり、比較例５のよ
うに４０　ｗｔｌも入れると併用効果がなくなる。比較
例４は、中心粒径２０〜８０μｍの充填材を充填材中１
ｃ　４０　ｗｔ％未満しか含まない系では併用効果のな
いことを示している。

〔見頃の効果〕

この発明のエポキシ樹脂組成物は、異なった中心粒径會
もつ充填材を併用するようにしているので、単独の中心
粒径をもつ充填材を用いたものに比べ、同一充填材量で
は、粘度が低下しており使いやすく、同一粘度では、よ
り高充填系の組成物が実現でき、線膨張高の低下が可能
になる。また、表面粗さが少なくなるため吸ａ駆低下も
げ能となる。

手続補正書（１錨 昭和５９年１１月　１日 昭和５９徊封犠凍１５６１５１号 ２、発明の名称 封止用一液性エポキシ樹脂組成物 ３、補正をする者 新生との関係　　　　　和すＲ噛梶人 住　　所　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名　
称（５８３）松下電工株式会社 代表者　　イ切轍小林　郁 ４、代理人 ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容 （１）明細書第７頁第２０行に「粒度」とあるを、「粘
度」と訂正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）充填材を全組成物中に４０〜８０ｗｔ％含むエポ
   キシ樹脂組成物において、充填材として、 （Ａ）中心粒径２０〜８０μｍのものを充填材全体の４
   ０〜８０ｗｔ％、 （Ｂ）中心粒径０．３〜１５μｍのものを充填材全体の
   ０〜３０ｗｔ％、 （Ｃ）中心粒径９０〜３００μｍのものを充填材全体の
   １０〜４０ｗｔ％、 併せて用いることを特徴とする封止用一液性エポキシ樹
   脂組成物。
2. （２）全エポキシ樹脂中に、室温で液状のビスフェノー
   ルＡタイプエポキシ樹脂を５０ｗｔ％以上含み、アジピ
   ン酸ジヒドラジド、その変性物、セバシン酸ジヒドラジ
   ド、その変性物、ドデカン二酸ジヒドラジド、その変性
   物、および、それらの混合物からなる群から選ばれた少
   なくとも１つを主要な潜在性硬化剤として含む特許請求
   の範囲第１項記載の封止用一液性エポキシ樹脂組成物。