JPS63142025A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、熱放散性、耐熱衝撃性に優れた、信頼性の８
い、電子・電気部品などのｊ・ｊ市川樹脂組成物に関り
゛る。

（従来の技術） 従来から、ダイオード、トランジスタ、渠梢回路などの
電子部品を熱硬化性樹脂をＩＩＩいてトｊ市り゛るｈ法
が１］われできた。　この樹脂１・１庄は、ガラス、金
属、セラミックを用いたバーメチ・プクシール方式に比
較して続流的に有利なために、広く実用化されている。

　封止用樹脂としては、熱時化性樹脂組成物が用いられ
、中でｂ信４イ１性１ｂよび価格の点からエポキシ樹脂
組成物がＵＳ　’ｉｐ一般的に用いられている。　エポ
キシ樹脂組成物には、Ｍ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ている。　
これらの中でも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。　また充填剤として溶融シリカ扮宋−％ｌｔ結晶性
シリカ粉末を含む組成物が最も一般的に使用されている
。

近年、ＩＣの東槓度はますます高密度化され、それに伴
い封止用樹脂に対する要求特性も年々厳しく／ｒってい
る。　特に素子の大形化による樹脂クラック、ペレット
クラック等の耐熱衝撃性、大電力化による熱放散性が重
要な特性となってきた。

（発明が解決しようとする問題点） 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
脂に、溶融シリカ粉末その他の成分を配合した組成物は
、熱膨張係数が小さく、耐湿性、耐熱衝撃性に浸れるが
、熱伝導率が小さいため熱放散ｖ１が悪く、）肖費宙力
の大ぎいＩＧでは機能が宋ぜ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
ｔｉｉｌ脂に、結晶性シリカ粉末その他の成分を配合し
た組成物は、熱伝導率が大ぎく、熱放散性に沙れるもの
の、熱膨張係数が大きく、耐熱′ｆＪｉ撃性に劣るとい
う欠点があった。

本発明は、上記の欠点を解ｉｉ！ｊするためになされた
ちので、熱伝導率が大きく熱放散性に優れ、ＭＪ熱衝撃
性が良く、樹脂クラックやベーン１−クラが発生しない
、ＦＡ湿性、成形性のよい１４市用樹脂組成物を提供し
ようとするものである。

［発明の格成］ （問題点を解決するための手段と作用）本発明者らは、
上記の目的をｊヱ成しようと鋭だ。

ｆｊｔ究を重ねた結果、以下に述べる樹脂組成物が耐熱
衝撃性、熱放散性に優れた樹脂組成物であることを見い
だし、本発明を完成したちのである。

すなわら、本発明は、 （Ａ）エポ−（シ樹脂 （［３＞ノボラック型フェノール樹脂 （Ｃ）炭化ケイ素粉末および （Ｄ）溶融シリカ粉末 を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して、前記（Ｃ
）炭化ケイ素粉末Ｊ３よび（Ｌ））溶融シリカ７））末
を２５〜９０重量％の割合で含有することを特徴とり６
月１Ｆ用樹脂組成物である。　そして、エポキシ樹脂の
エポキシｍ＜ａ＞と、ノボラック型フェノール樹脂のフ
ェノール色水１ｉ（ｂ）との当早比ｃ＜ａ）／’（ｂ）
］が０．１〜１０ノ範囲内ｔ−，ｉす、また（Ｃ）炭化
ケイ素粉末と（Ｄ＞溶融シリカ勢末との１Ｆ量比［（Ｃ
）／　（Ｄ）］が０．２〜５．０の範囲内であり、史に
炭化ケイ累粉末ａ３よび溶融シリカ粉末の最大粒子径が
１１００ｚｚ以下である封止用樹脂組成物である。

本発明に用いる（△）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個有する化合物である限
り、分子構造、分Ｊ７量など特に制限は／、２　＜　、
一般に月止用材料として使用されているしのを広く包３
することができる。　例えばビスフＩノールｊＸ！の芳
香族系、シクロヘキリーン誘尊体等の脂環族系、さらに
次の一般式で示されろエポキシノボラック基等の樹脂が
挙げられる。

（（Ｈシ、式中、Ｒ１は水素１５λ子、ハロゲン原「叉
はアルキル阜を、Ｒ２は水累口；（子又はアルキル！１
ｔを、ｎは　１以」二の整数を表？ｌ） これらのエポキシ樹１１ＦＴは、単独もしくは２種以ト
の混合系として用いられる。

本発明に用いる（　Ｂ　）ノボラックへ゛！フーＬノー
ル樹脂としては、フェノール、アルキルフェノール刃の
フ［ノール類と、ホルムアルデヒドあろいしまバラノト
ルムアルデヒドを反応させてｉｌ′？られるツボラック
バ１（−〕１ノール樹脂およびこれらの変ｆ［樹脂、例
えばエポキシ化らしくｔよブヂル化ノボラック４ｖ−＋
フェノール樹脂、シリコーン変性フェノール樹脂等が挙
げられ、ノボラック型フェノール樹脂である限り特に制
限はなく、広く使用することがでさ゛る。、イしてこれ
らのノボラック型フェノール樹脂は、単独又は２種以上
混合して用いることができる。　ノボラック型フェノー
ル樹脂の配６　Ｆｊ１台は、前述した（Ａ＞エポキシ樹
脂のエポキシ基（ｉ））と（＋３　）ノボラック型フェ
ノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）との当７７１比
［（ａ）／（ｂ）１が０，１〜１０の範囲内にあること
が望ましい。　当ｈ］比が０．１未満もしくは１０を超
えると耐湿性、成形作業性およびゆ生後の電気特性が悪
くなり、いずれの場合も好ましくない。　従って、上記
の範囲内に限定づるのがよい。

本発明に用いる（Ｃ）炭化ケイ素粉末としては、広く一
般のらのを使用することができ、これらは単独又（よ２
種以上混合して使用することができるが、最大粒子径が
１００μｍ以下であることが望ましい。　最大粒子径が
１００μｍを超えると成形時にワイヤグー１〜詰まりや
ワイヤ流れ、金型摩耗が２キしく好Ｊ、しくないからで
ある。

本発明に用いる（［））溶融シリカ粉末、石英ガラスを
ボールミル等で粉砕したしので、一般に使用されている
乙のを広く包含りることができ、これら【よ単独又（ま
２種以−Ｖ混合して使用することができる。　溶融シリ
カ粉末の最大粒子径は、１００μｍ以下であることが望
ましい。　　１００μｍを超えると炭化ケイ素粉末の場
合と同様に成形時にワイヤグー１〜詰まりやワイヤ流れ
、金型１！）耗がハしく、好ましくないからである。　
炭化ケイ素粉末と溶融シリカ粉末の配合割合は、これら
の含削が全体の樹脂組成物に対して２５〜９０車、ｒＨ
％の割合で含有Ｊ°ることが好ましい。　配合割合が２
５重ｉｄ％未満では熱膨張係数が大きく、熱伝導ｉｆが
小ざく好ましくない。　また９０車品％を超えるとカチ
ナバリが大きく、かつ成形性が悪く実用に適さない。

また（Ｃ）炭化ケイ素粉末と（Ｄ）溶融シリカ粉末との
割合は、重１比［（Ｃ）／（Ｄ）］で０．２〜５．０で
あることが望ましい。　重ｈ）比が０．２未満では、熱
伝導率が小さく好ましくなく、また５、０を超えると樹
脂組成物の絶縁性が劣り、実用に適さない。

本発明の封止用樹脂組成物は、（Ａ＞エポキシ樹脂、（
Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）炭化ケイ素粉
末、Ｊ３よび（Ｄン溶融シリカ粉末を必須成分どするが
、必要に応じて、例えば天然ワックス類２合成ワックス
類、直鎖脂肪酸の金属塩。

酸アミド、エステル類、パラフィンなどの＃ｌ型剤、］
！ｌｉ索化パラフィン、ブロムトルエン、ベキ４ノーフ
１コムベンゼン、三酸化アンチモンなどの難燃剤、カー
ボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シランカップリン
グ剤、種々の硬化侶進剤等を適宜、添加配合することか
ぐさる。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材ねとして調；シ゛Ｊ
ずろ場合の一般的な方法は、エポキシ樹脂、ノアにラッ
クｊＷフェノール杓脂、炭化ケイ素粉末、溶融シリカ粉
末、その他の成分を配合し、ミキサー″ｙｒ【こよって
１−分均一に混合した後、更に熱ロールによる？？７融
ｄ融合１合処理たは二−グ等による渥合処Ｊ！１！を行
い、次いで冷加固化させ、適当な大きさに粉砕して成形
材料とすることができる。　そして、この成形材料を電
子部品或いは電気部品の月ロー、被菌、絶縁等に通則し
、優れた特ｔ’ｔと（Δ１イ１性をイ１与することがで
きる。

（実施例） 次に木ブで明を実施例によって具体的に説明ケるが、本
発明は、以下の実施例に限定されるムの（・はない。　
以下の実施例および比較例に・１５いＣ「％」とは「Φ
ω％」を意味する。

実施１９１１ クレゾールノボラックエボキシ樹１１旨（エポ：１−シ
当呈２１５）　１８％に、ノボラック型フＪノール樹脂
〈フェノール当７ｊｔ　１０７）　　９％、シリコーン
ね（脂（ＳＨ−６０１８東レシリコーン製、商品名）２
％、炭化ケイ素粉末３０％、溶融シリ）Ｊ　ｆ分未３８
％Ｊｉよひ′離型剤等３％を常温で混合し、史に９０〜
９５°Ｃで混練して冷ｌＪＩ　ｔ、た後、粉砕して成形
材１１を１１１だ。

ｊｌｌられた成形材料をタブレット化し、予熱して１−
ランスファー成形Ｑ１７０℃に加熱し１．、：金型内に
注入し、硬化させて成形品’ｉ　？’７た１、　この成
形品について熱伝導率、耐湿性、連写サイクル、応力、
成形性を試験したので、その結果を第１表に示した。　
いずれも本発明の顕著な効果が認められた。

実施例　２ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当ｍ　２
１５）　１８％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェ
ノール当１１１０７）　　９％、シリコーン樹脂（前出
）２％、炭化ケイ素粉末４０％、溶融シリカ粉末２８％
おＪ：び離型剤等３％を実施例１と同様にして成形材料
とし、次いで成形品を得て、１１Ｖられた成形品につい
て実施例１と同様にして緒特性を試験したので、その結
果を第１表に示した。　いずれも本発明の顕茗な効果が
認められた。

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ｆｉｔ
　２１５＞　１８％に、ノボラック型フェノール樹脂（
〕−Ｌノール当ω１０７）　　９％、シリコーン樹脂（
前出）２％、溶融シリカ粉末６８％および離型剤３％を
実施例１と同様に混合、混練、粉砕して成形材料を得た
。　この成形材料を用いて成形品とし、実施１り１１と
同様にして諸性ｆ［を試験したので、その結果を第１表
に示した。

比較例　２ 比較例１において、溶融シリカ粉末の代わりに結晶性シ
リカ粉末を用いた以外はタベて比較例１ど同一にして、
成形＋、ｌ料、成形品を得て、その成形品について実施
例１と同様にして緒特性を試験したので、その結果を第
１表に示した。

第１表 ＊１　：得られた成形品を迅速熱伝導率系（昭和電工社
性、商品名ＱＴＭ−１ｄ）を用い空温で測定した。

＊２　：　　１２０キャピテイ取り１６ピンＤＩＰを用
い、１７０℃で３分間トランスファー成形し充填性を確
認した。

＊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？−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＾圧水蒸気中
で耐湿試験を行い、アルミニウムｊ錫食による５０％断
線Ｊる時間を６って評価した。

＊４：クラック数は、３０ｘ２！＋ｘ’ｎｎｍの成形品
の底面に２！＋Ｘ２！＋Ｘ３ｍ１ｌｌの銅板を埋め込み
、−４０°Ｃと＋２００℃の恒温槽に各３０分間ずつ入
れ、１５サイクル繰り返した後、樹ＪＩＦＦのクラック
を調査した。

＊ｂ　　：　ｏ　Ｉ　Ｐ１Ｇビンリードフレームのアイ
ランド部に市販のストレインゲージを接着し、その後１
８０℃で８時間硬化させて歪をａｌｌｌ定した。

［ブを明の効果］ 以上の説明および第１表の結果からも明らかなように、
本発明の封止用樹脂組成物は、熱伝導率が大ぎく、熱放
散性が優れ、また耐熱衝撃性が良く、樹脂クラック、ベ
レットクラックの発生がなく、耐湿性、成形性に優れた
ものであり、この樹脂組成物を使用することにより、十
分信頼性の高いｒｈ了・電気部品を１！することができ
る。

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）炭化ケイ素粉末および （Ｄ）溶融シリカ粉末 を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して、前記（Ｃ
   ）炭化ケイ素粉末および（Ｄ）溶融シリカ粉末を２５〜
   ９０重量％の割合で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）との当量化［
   （ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲内である特許請
   求の範囲第１項記載の封止用樹脂組成物。 ３　（Ｃ）炭化ケイ素粉末と（Ｄ）溶融シリカ粉末との
   重量比［（Ｃ）／（Ｄ）］が、０．２〜５．０の範囲内
   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。 ４　炭化ケイ素粉末および溶融シリカ粉末の最大粒子径
   が、１００μｍ以下である特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項いずれか記載の封止用樹脂組成物。