JPS62106948A - Ｉｃ封止材用組成物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ＩＣ，ＬＳＩ等に使用するＩＣ封止材する。

（従来の技術） ＩＣ，ＬＳＩ等の最近の進歩は著しく、半導体素子の高
集積化、チップサイズの大型化、配線の微細化等の構造
面から、またパッケージ自身も小型化、薄層化の傾向に
あり、半導体をとりまく環境はますま丁激しくなってい
るのが現状である。

このような状況に対応して、半導体の信頼性向上のため
低応力で耐熱性の良好な封止用エポキダ樹脂成型材料の
開発が強く要望されている。

籠 低応力化は半導体素子の高集積化、配線の微細化に伴な
い、硬化後の封止材内部にひずみが残ると断線の原因に
なるため必要であり、耐熱性は半導体素子の高集積化、
素子サイズの大型化に伴ない、発熱が必然的に増大する
ため必要となる。

封止材の低応力化のため、液状ポリブタジェン変性エポ
キシ樹脂、シリコン変性エポキシ樹脂等を使用する試み
がなされているが、低応力化をはかると耐熱性の低下が
避けられず、超ＬＳＩ用等高集化された半導体の樹脂封
止用に使用できる、低応力性を付与しながら耐熱性を維
持できる技術はないのが実状であった。

本出願人はかかる実状に鑑み、ＩＣ封止材用として使用
可能な各種材料を検討した結果、既に開示した特開昭５
９−１２９２０号に示すフェノール系樹脂を使用するこ
とにより、ＩＣ封止材として低応力性と耐熱性に丁ぐれ
た特性を有することを見出し、本発明を完成するに至っ
たものである。

（発明が解決しようとする問題点ノ 本発明の目的は、ＩＣ封止剤、特に超ＬＳＩ等高集積度
のＩＣ封止材として耐熱性を維持しつつ低応力性を付与
することである。さらに詳しくは、ノボラック型フェノ
ール樹脂とアルケニルフェノールを一成分とする重合体
とからなる組成物をエポキシ樹脂の硬化剤として使用す
ることにより、前述した問題点を解決しようとするもの
である。

（問題点を解決するための手段） 本発明はＩＣ封止材用組成物として、ノボラック型フェ
ノール樹脂とアルケニルフェノールヲー成分とする重合
体（以下、ＰＧ重合体と称する〕を使用することを特徴
とする。

本発明に使用するＰＧ重合体は、アルケニルフェノール
と公知の重合性単量体一種以上とを共重合させて得られ
る重合体である。

アルケニルフェノールとしては、例工ばビニルフェノー
ル、ｎ−プロペニルフェノール、イソプロペニルフェノ
ール、ｎ−ブテニルフェノール、１ｓｏ−フチニルフェ
ノール−ｓｅｃ　−フチニルフェノール等がある。

公知の重合性単量体とは、芳香族ビニル単量体および脂
肪族ビニル単量体が主たるもので、芳香族ビニル単量体
としては、例えばスチレン、ビニルトルエン、ビニルキ
シレン、クロルスチレン、ジクロルスチレン、α−メチ
ルスチレ７．Ｐ−メチルスチレン等があげられ、脂肪族
ビニル単量体としては、例えばアクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヒド
ロキシエチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸ヒドロキシエチル等のメタクリル酸エステル、
アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチ
ルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、
メタクリル酸ｔ−ブチルアミノエチル等のアクリル酸、
メタクリル酸のアミンエステル、アクＩＪ　／Ｉ／アミ
ド、メタクリルアミド、イソプレン、ブタシェフ等があ
げられる。

本発明のＰＧ重合体は、公知の重合方法、例えばラジカ
ル重合、イオン重合、電荷移動重合等、また公知の反応
形態、例えば乳化重合、懸濁重合あるいは溶液重合等に
より容易に製造することができる。

ＰＧ重合体の分子量は容易に制御することができるが、
実用上２０００〜２０００００．好ましくは５０００〜
５００００である。

ＰＱ重重合体中子アルケニルフェノール含有量としては
、２単量体以上が適当である。２重量％未満になると本
発明の特徴である、低応力性と耐熱性を維持することが
困難である。

さらＫＰＧ重合体を製造するのに使用できる重合性単量
体の種類については、一種のアルケニルフェノールと上
記重合性単量体の一種よりなる二成分系共重合体、およ
び一種または二種以上のアルケニルフェノールと上記重
合性単量体二種以上よりなる多成分系共重合体があり、
目的に応じての種々の組み合わせが可能である。単量体
組成の組み合わせにより、常温で粘稠な液体あるいは半
固体状物、さらには固体状のＰＧ重合体を得ることがで
きる。

このようにして得られるＰＧ重合体は、エポキシ樹脂に
反応する官能基としてフェノール基を合体である。この
ＰＧ重合体とノボラック型フェノール樹脂よりなる組成
物をエポキシ樹脂の硬化剤として使用することにより、
硬化物の耐熱性を損うことなく、硬化物中にＰＧ重合体
に由来する熱可塑性部分あるいはゴム様性質を有する部
分の存在による可とう性付与効果によって、内部応力の
緩和を達成することができる。

また、本発明で使用されるノボラック型フェノール樹脂
は、フェノール類を塩酸、硫酸、蓚酸等の酸触媒の存在
下、ホルムアルデヒドと縮合させテ得られるものであり
、フェノール類としてはフェノール、クレゾール、キシ
レノール、レゾルシンまたはこれらの混合物が使用され
る。また、ポルムアルデヒド源としてはホルマリン水溶
液、ノ（ラホルムアルデヒド、ヘキサミン等が挙げられ
、フェノール類１モルに対しホルムアルデヒドとして１
モルの割合で使用される。ホルマリン水溶液の使用が特
に好ましい。

ノボラック型フェノール樹脂は、できるだけイオン性不
純物の含有量の少ないものが望ましい。

ノボラック型フェノール樹脂に対するＰＧ重合体の使用
量は、ノボラック型フェノール樹脂１００重量部に対し
５〜１００重量部、好ましくは１０〜８０重量部である
。５重量部より少ない嶋 と低応力化の効果がなく、１００重量部より多い場合、
逆に耐熱性が低下し、作業性を悪（する。

ノボラック型フェノール樹脂とＰＧ重合体の混合方法は
、ノボラック型フェノール樹脂の製造後排出前に釜内で
溶融混合する方法、熱ロールで混合する方法、あるいは
溶剤に溶解し、均一にしたあと脱溶剤する方法等がある
。　　　　゛本発明のＩＣ封止材用組成物を使用してＩ
Ｃ封止材を製造するには、オルソクレゾールノボラック
エポキシ樹脂、フェノールノボラソクエポキン樹脂、ビ
スフェノールＡタイプエポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を
それぞれ単独または組み合わせたものと、本発明による
ＩＣ封止材用組成物、さらにシリカ粉末、石英ガラス粉
末、アルミナ粉末、炭酸カルシウム粉末、ケイ酸ジルコ
ニア粉末等の無機充填材、必要に応じさらに硬化促進剤
、滑剤、着色剤、表面処理剤、難燃剤、難燃助剤等を適
宜配合し、ロールまたはニーダ−等により溶融配合、Ｂ
ステージ化しｒａ封止材とする。

ノボラック型フェノール樹脂およびＰＧ重合体とエポキ
シ樹脂との構成比は、フェノールノボラック中の水酸基
の数とＰＧ共重合体中の水酸基の数の和をエポキシ樹脂
中のエポキシ基の数に対して０．３〜２．０、好ましく
は０．５〜１．５　（ＯＨ基／エポキシ基の当量比］の
範囲で使用することが望ましい。ＯＨ基／エポキシ基の
当量比が０３未満および２．０を越えると耐熱性、低応
力性の優れた封止材は得られない。

（作用〕 以上の様に、本発明はＩＣ封止材用組成物として、アル
ケニルフェノールを一成分とする重合体とノボラック型
フェノール樹脂を使用することにより、エポキシ樹脂、
アルケニルフェノールを一成分とする重合体、ノボラッ
ク型フェノール樹脂の間に橋かけ結合を生じさせること
ができる。従来用いられてきた単なる添加型、または橋
かけ結合が生じても末端部分だけというきわめて架橋密
度の低いエラストマーで変性したものと異なり、ＰＧ共
重合体中のアルケニルフェノール含量を調整することに
より、適当な橋かけ結合を生じさせ・良 耐熱性を損うことなく、低応力化を達成することができ
る。

以上、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。な
お実施例、比較例に記載した部、および係は特にことわ
らないかぎり重量部、重量％を示す。

製造例１ Ｐ−イアプロペニルフェノール１００部、アクリロニト
リル１３０部、アクリル酸ブチル７７０部、溶剤として
酢酸エチル６７０部を反応器に仕込み、重合開始剤とし
てアゾビスイソブチロニトリル１２部を６時間毎に２回
に分けて添加し、酢酸エチルの還流下で１０時間重合さ
せ、その後未反応の重合性単量体および溶剤を除去して
ＰＧ重合体９５５部（ＰＧ重合体Ａと称丁〕を得た。重
合体中のＰ−インプロペニルフェノール含有率は１０％
であった（１３０−ＮＭＲ分析より〕。また平均分子量
は約１９０００であった。

製造例２ Ｐ−インプロペニルフェノール３００部、アクリロニト
リル１００部、アクリル酸ブチル５００部、メタクリル
酸ブチル１００部、溶剤としてメチルエチルケト７７０
０部を反応器に仕込み、製造例１と同様にしてＰＧ重合
体９６０部（ＰＧ重合体Ｂと称″″ｒ）を得た。

重合体中のＰ−インプロペニルフェノール含有率は６０
％であり、平均分子量は約２２０００であった。

製造例６ Ｐ−イア７”ロペニルフェノールＳ　ａ　部、アクリロ
ニトリル５０部、アクリル酸ブチル９００部、溶剤とし
てメチルエチルケトン６５０部を反応器に仕込み、製造
列１と同様にしてＰＧ重合体９６５部（ＰＧ重合体Ｃと
称丁〕を得た。重合体中のＰ−イソプロペニルフェノー
ル含有率は５チであり、平均分子量は約２１０００であ
った。

製造例４ Ｐ−インプロペニルフェノール３０部、アクリロニトリ
ル２００部、アクリル酸ブチル６２０部、メタクリル酸
ブチル１００部、アクリル酸ジエチルアミンエチル５０
部、溶剤として酢酸エチル８００部を反応器に仕込み、
重合開始剤としてアゾビスイソバレロニトリル１８部を
２時間毎に３回に分けて添加し、酢酸エチルの還流下で
１０時間重合させ、その後未反応の重合性単量体および
溶剤を除去してＰ（）重合体９７０部（ＰＧ重合体りと
称す）を得た。

重合体中のＰ−イソプロペニルフェノール含有率は３％
であり、平均分子量は約６０００であった。

製造例５ Ｐ−ビニルフェノール５０部、アクリロニトリル５０部
、アクリル酸ブチル９００部、溶剤として酢酸エチル８
００部を反応器に仕込み、製造例４と同様にしてＰＧ重
合体９６５部（ＰＧ重合体Ｅと称丁）を得た。重合体中
のＰ−ビニルフェノール含有率は５チであり、平均分子
量は約２！１０００であった。

製造例６ アクリロニトリル２００部、アクリル酸ブチル７００部
、メタクリル酸ブチル１００部、溶剤として酢酸エチル
ＳＯＯ部を反応器に仕込み、剋造例４と同様にしてＰＧ
重合体９８０部（エラストマーＦと称丁）を得た。平均
分子量は約１ｏｏｏ。

であった。

実施例１〜７ 製造例１〜５で製造したＰＧ重合体Ａ−Ｆｉを、軟化点
８５℃のノボラック型フェノール樹脂第１表に示す割合
で、反応釜の中で均一に混合、溶解したあと排出し、Ｉ
Ｃ封止材用組成物を得た。

得られた硬化剤１０部、エポキシ化オルソクレゾールノ
ボラック樹脂（日本化某社ＭＢＤｃＮ−１０３Ｊ２０部
、２−エチル４−メチルイミダゾール０．５部、ステア
リン酸１部、シリカ粉末７０部を常温で混練したのち、
熱ロールにより混線、Ｂステージ化した。粗砕して成型
材料を得た。得られた成型材料をタブレット化し、予熱
してトランスファー成型でｉｓｏ”ｃに加熱した金型内
に注入し、硬化させ成型品を作った。

比較例１〜４ 硬化剤として第１表に示す割合でＰＧ重合体、またはエ
ラストマーＦとノボラック型フェノール樹脂とを使用し
たもの、または軟化点８５℃のノボラック型フェノール
樹脂単独を使用した以外は実施例と同様にして、成型品
を得た。

各成型品の物性は、ＩＯ封止材として必要な特性、耐熱
性及び低応力性について、各成形体のガラス転移１点及
び曲げ強度、曲げ弾性率をもとめ６舊とにより判断した
。

即ち、ガラス転移点が高いものは、耐熱性が高いことを
示しており、また曲げ強度に比較して曲・鴎 げ＊ａ率が低いものは低応力化に効果を有するもの・と
判断した。

結果を第１表に示す。

第１表より、本発明によるＩＣ封止材用組成物はガラス
転移点、即ち耐熱性はノボラック型フェノール樹脂単独
の場合と同等であり、しかも曲げ強度に比し曲げ弾性率
力１低いため、低応力性に効果があることがわかる。

また、本発明による１０封止材用組成物を使用して封止
されたＩＣは一４０℃、＋１５０℃の温寒サイクル試験
において不良品の発生率が低（、極めて良好であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ノボラック型フェノール樹脂１００重量部と、アル
   ケニルフェノールを一成分とする重合体５〜１００重量
   部とからなるＩＣ封止材用組成物。