JPS6317927A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は成形性に優れかつ熱衝撃を受けた場合の耐クラ
ツク性、耐湿性に優れた特長を持つ低応力エポキシ樹脂
組成物に関するものである。

（従来技術〕 コンデンサーダイオード、トランジスターなどの個別半
導体またはＩＣ％ＬＳＩなどの集積回路に用いられてい
る半導体素子を機械的・電気的な外的環境から保護する
ための封止技術として、気密封止、セラミック封止、プ
ラスチック封止などがある。しかし封止技術としては安
価で量産性にすぐれ経済的に有利な、プラスチック封止
（中でもエポキシ樹脂）が主流である。ところが、エポ
キシ樹脂は耐湿性、応力特性等に問題があシ、信頼性に
おいて気密封止、セラミック封止などに劣っている。さ
らにシリコーンチップとの膨張係数の差が大きいため、
硬化後、内部応力が発生する。

温度サイクル試験、半田耐熱試験において内部応力の増
大によシ半導体素子中の配線や半導体素子保護膜にずれ
やキレンが生じたシ、半導体素子のポンディング線が切
断されるという問題点を有している。一方、近来、半導
体素子の大型化に伴ない、半導体素子に対する封止用樹
脂の内部応力を小さくすることが望まれている。

一般に内部応力を低下されるには、次のいずれかによっ
て達成できる。すなわち（ａ）線膨長係数を下げる。（
ｂ）曲げ弾性率を下げる。（ｃ）ガラス転移温度を上げ
るかである。しかし、以下の問題を有している。（ａ）
線膨長係数を下げるためには、無機充填材を添加するこ
とが行われるが多量に添加して線膨長係数を下げすぎる
と曲げ弾性率が大きくなる。（ｂ）曲げ弾性率を下げる
ためには可塑性付与剤（例えばシリコーンオイル）を添
加することが行われるが、大量に添加すると成形時に流
出が起こる。また、架橋密度の低い樹脂を用いるとガラ
ス転移温度の低下や線膨長係数の増加が起こる。（ｃ）
ガラス転移温度を上げ過ぎると曲げ弾性率が大きくなる
。

したがって、低応力を達成するためには、これらの諸問
題を解決しなければならない。

〔発明の目的〕

本発明は、従来成形性に問題があシ市場レベルでの適用
ができなかったシリコーンオイルによる低応力化エポキ
シ樹脂組成物を抜本的に改良し、産業レベルでの適用す
なわち実用的製品の開発を目的として研究した結果、プ
ロトン供与剤をシリコーンオイル変性するときの触媒と
することによシ成形性に優れた低応力エピキシ樹脂組成
物が得られることを見出したものである。

〔発明の構成〕

本発明は、（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）フェノール樹脂
硬化剤、（ｃ）硬化促進剤および（ｄ）無機充填剤より
なる構成においてエポキシ樹脂として末端にアミン基を
有するシリコーンオイルでプロトン供与剤を触媒として
反応させてなるシリコーンオイル変性エポキシ樹脂を全
量もしくは一部用いることを特徴とするエピキシ樹脂組
成物である。

ここで言うプロトン供与剤とは、フェノール、酢酸、水
、アルコール類（メチル、エチル、プロピル、ブチル、
ｔ−ブチル、ｉ−ブチルアルコール）、アセトニトリル
、ニトロベンゼン、ジオキサン、トルエン、ジプロピル
エーテル等である。

ここで、プロトン供与剤を触媒として使用するのは、エ
ポキシ基を開環させ、アミノ基の攻撃を受けやすくする
ためである。

末端アミン基を有するシリコーンオイルとはである。

変性されるエポキシ樹脂とはノボラック型又はビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂である。

エピキシ樹脂組成物とは、前記シリコーンオイル変性エ
ポキシ樹脂（以下変性樹脂）を必須要件とし、更に他の
エポキシ樹脂及び硬化剤、硬化促進剤、充填基材、離型
剤、着色剤、難燃剤である。

他のエピキシ樹脂はフェノールノボラック型エピキシ樹
脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂である。

硬化剤はフェノールノボラック、芳香族アミン、酸無水
物である。

硬化促進剤は第３級アミン類である。

充填基材はシリカ粉、アルミナ粉、ガラス繊維である。

離型材はステアリン酸、天然ワックス、合成ワックスで
ある。

着色材性カーボンブラック、金属酸化物、有機染料であ
る。

難燃材はＢｒ含有エポキシ、三酸化アンチモン、水利ア
ルミナである。

本発明に使用する変性樹脂はプロトン供与剤を触媒とし
て末端にアミノ基を有するシリコーンオイルを単独もし
くは重合度の異なったものを２種以上反応させたもので
ある。

反応は加熱等を行うことによシ促進でき例えば加熱条件
としては７０℃〜１８０℃、１〜４時間を上げることが
できる。

ここで変性するシリコーンオイルは重合度が５０〜３０
０のものが望ましい５０未満になると耐湿性の低下や硬
化挙動の制御がむずかしい。３００を越えるようになる
と成形品表面にむらが発生しやすく、シリコーンオイル
かにじみでるため、ＩＣ。

ＬＳＩ等の集積回路に使用できない。

シリコーンオイルの使用量としては組成物金蓋に対して
１０重蓋チ以下を使用するのが好ましい。

１０重ｉ％を越えると変性樹脂中にゲル化物が発生し成
形性が問題となる。

〔発明の効果〕

このように本発明においてシリコーンオイルをプロトン
供与剤で変性させたエポキシ樹脂を用いることにより、
シリコーンオイルを単純変性した場合に比べ樹脂封止型
半導体装置の成形性、耐クラツク性、耐湿性などの信頼
性をよ）−層改善することが出来る。

〔実施例〕

以下、樹脂封止型半導体装置の検討例で説明する。本発
明による実施例は、従来の技術にくらべて成形性、耐湿
性、耐クラツク性の点で優れておシ工業的に利用できる
高付加価値を有している。

実施例で用いた原料は次の通シである。又、配合におけ
る部は全て重量部である。

フェノールノボラック型 エポキシ樹脂　　　　　　旭チバ■　　　　　　ＥＣＮ
−１２７３硬　化　剤　　　　　　　住人ベークライト
■　７　ｘ　／　　ｋ／　Ｍフック 硬化促進剤　　　　　　　住人化学工業■　　　スミキ
ュアーＤ臭素化エポキシ樹脂　　　日本化薬■　　　　
　ＢＲＥＮ三酸化アンチモン　　　　住人金属鉱山■充
填材　　　龍森■　　　ＲＤ−８ ≧、＼ パ・表面処理材　　　　　　　日本ユニカー■　　　Ａ
−１８６−型　材　　　　　　　野田ワックス■プロト
ン供与剤　　　　　エタノール 末端シリコーンジアミン　信越化学工業ｖ４　　　Ｘ２
２−１６１シリコーンオイル変性エポキシ樹脂（変性樹
脂）の合成品 フェノールノボラック型エポキシ樹脂８部と末端ジアミ
ンシリコーンオイル（シリコーンジアミンの重合度の異
なるもの）ｂ部とエタノール０２部を表１の様に８０℃
、４時間（樹脂溶融後の正味時間）溶融混合、冷却後粉
砕し６種のシリコーンオイル変性エポキシ樹脂を得た。

六　　　　１ フェノールノボラック型エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促
進剤、充填材、三酸化アンチモン、臭素化エポキシ樹脂
、表面処理材、顔料、離型剤、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂と末端シリコーンジアミンの溶融混合品（
Ａ−Ｆ）を表２のように配合しヘンシェルミキサーにて
混合した後、１００℃の加熱ロールで３分間混線し、数
種の低圧封入成形材料（１〜６）を得だ。これらの材料
の成形性、信頼性を計画した結果、表２に示すように本
発明によると末端シリコーンジアミンの単純変性（プロ
トン供与剤なし）（７′〜９）に比べ成形性、耐クラツ
ク性等が極めて優れていることが判明した。

＊１　１６　ｐｉｎ　ＤＩＰを成形した時のリードピン
上のパリ発生程度で判定タイバ一部までの距離のｈ以下
の時Ａ１隆〜恥の時Ｂ、１，６〜％の時０１％以上（タ
イバーを超えた）Ｄ ＊２　　ＴＣＴ、４　ｗｎ　Ｘ　９　ｍの大きさの模擬
素子を封止した１　６　ｐｉｎ　ＤＩＰに一６５℃（３
０分）″室温（５分）、−１５０℃（３０分）なる熱衝
撃を３００サイクル与えクラック発生数／総数で判定。

℃（２分）なる熱衝撃を３００サイクル与えクラック発
生数／総数で判定。

＊４　耐湿性、アルミ模擬素子を封止した１　６　ｐｉ
ｎＤＩＰを１３５℃、１００チの条件で１５００　ｈｒ
保管しアルミ腐食による不良率／総数で判定。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （ａ）エポキシ樹脂（ｂ）フェノール樹脂硬化剤（ｃ）
   硬化促進剤および（ｄ）無機充填剤よりなる構成におい
   て、エポキシ樹脂として、末端にアミノ基を有するシリ
   コーンオイルでプロトン供与剤を触媒として反応させて
   なるシリコーンオイル変性エポキシ樹脂を全量もしくは
   一部用いることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。