JPS63225618A - 封止用樹脂組成物およびその製造方法 - 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、低応力で耐湿性に優れた、電子または電気部
品の封止用樹脂組成物およびその製造方法に関する。

（従来技術） 従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路などの電子
部品を熱硬化性樹脂を用いて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で
あるために広く実用化されている。　樹脂封止に用いら
れる熱硬化性樹脂組成物の中でもエポキシ樹脂組成物が
最も一般的に用いられている。　エポキシ樹脂組成物に
は、酸無水物、芳香族アミン、ノボラック型フェノール
樹脂等の硬化剤が使用されているが、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材料とし
て−広く用いられている。

しかしながら、ノボラック型フェノール樹脂を硬化剤と
したエポキシ樹脂組成物は、成形硬化時に収縮して半導
体素子に応力がかかり、素子の信頼性を劣化させるとい
う欠点がある。　こうした樹脂組成物を使用した成形品
の温寒サイクルテストを行うと、ボンディングワイヤの
オーブン、樹脂クラック、ペレットクラック等が発生し
、電子部品としての機能が果せなくなるという問題があ
った。　また、樹脂組成物の低応力化を図るため第三成
分を添加する方法があるが、第三成分が二次凝集物を形
成し、樹脂組成物中に均一に分散できず、そのために低
応力特性にバラツキが生ずるという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもので
、低応力特性のバラツキがなく、耐湿性に優れ、かつ、
従来のエポキシ樹脂組成物の特性を保持した１、、信頼
性の高い封止用樹脂組成物およびその製１造方法を提供
しようとするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレ
ン共重合樹脂をノボラック型フェノール樹脂中に均一に
分散混合した樹脂を使用するごとによって低応力特性の
バラツキがなくなることを見いだし、本発明を完成した
ものである。

すなわち、本発明は、 （Ａ）ノボラック型フェノール樹脂中に、（Ｂ）メチル
メタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を均
一に分散混合した樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）］、（Ｃ）エポ
キシ樹脂および（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とするこ
とを特徴とする封止用樹脂組成物である。　また、（Ａ
）ノボラック型フェノール樹脂を溶融し、その中に（Ｂ
）メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合
樹脂を加えて、均一に分散混合した樹脂［（Ａ）＋（Ｂ
）］と、（Ｃ）エポキシ樹脂とを粉砕し、次いで（Ｄ）
無機質充填剤及び必要に応じたその他成分を加えて混合
し、更に加熱混練した後、冷却固化粉砕することを特徴
とする封止用樹脂組成物の製造方法である。

本発明に用いる（Ａ）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、例えばエポキシ化もしくはブチル
化ノボラック型フェノール樹脂が挙げられる。　ノボラ
ック型フェノール樹脂の配合割合は、後述のエポキシ樹
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の範囲内にあることが望
ましい。　このモル比が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。

従って、上記の範囲内に限定するのがよい。

本発明に用いる（Ｃ）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、分子量など特に制限はなく、一般封止用
材料に使用されているものを広く包含することができる
。　例えば、ビスフェノール型の芳香族系、シクロヘキ
サン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示される
エポキシノボラック系の樹脂が挙げられる。

（但し、式中Ｒ１は水素原子、ハロゲン原、子又はアル
キル基を、Ｒ２は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以
上の整数を表す） これらのエポキシ樹脂は、１種で又は２種以上混合して
用いる。

本発明に用いる（Ｂ）メチルメタクリレート・ブタジエ
ン・スチレン共重合樹脂としては、ブタジェンの組成比
率が１０重量％以下、″メチルメタクリレートの組成比
率が１５重量％以上であることが好ましく、この範囲外
の組成比率では成形品の外観が損われ好ましくない。　
メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂の配合は、ノボラック型フェノール樹脂にメチルメタ
クリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を均一に
分散混合した樹脂［（Ａ）＋　（Ｂ）］に対して０．１
〜６０重量％の割合で含有することが望ましい。

その割合が０．Ｌ１ｇ１％未満では、低応力、温寒サイ
クルに耐えうる効果はなく、また６０重量％を超えると
、ノボラック型フェノール樹脂中に均一な分散混合がで
きない。　メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレ
ン共重合樹脂は、ノボラック゛型フェノール樹脂中に加
熱′溶融混合し、均一に分散混合する。　ノボラック型
フェノール樹脂中に均一分散させる方法は、ノボラック
型フェノール樹脂の融点以上の温度に加温できる装置（
容器）の中にノボラック型フェノール樹脂を入れて、融
点以上に加温し梵全に溶融液体とした後、メチルメタク
リレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を加えて、
好ましくは１５０℃以上で２０分間以上撹拌して、均一
に分散混合させる。　ノボラック型フェノール樹脂中に
メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂を分散混合させた樹脂［（Ａ）＋　＜８）］は、全体
の樹脂組成物に対して１〜３０重量％の割合で含有する
ことが望ましい。　その配合割合が１重量％未満では低
応力に効果なく、また３０重量％を超えるとメチルメタ
クリレート・ブタジェンφスチレン共重合樹脂の分散が
不均一になり増粘するため好ましくない。

本発明に用いる（Ｄ）無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、炭酸カルシ
ウム、チタンホワイト、クレー、アスベスト、マイカ、
ベンガラ、ガラス繊維、炭素重量重量等が挙げられ、こ
れらは１種で又は２種以上混合して使用する。　これら
の中でも特にシリカ粉末やアルミナが好ましいものであ
る。　無機質充填剤の配合割合は、全体の組成物に対し
て２５〜９０重量％であることが望ましい。　その配合
割合が２５重１％未満では、耐湿性、耐熱性、機械的特
性および成形性に効果なく、また９０重１％を超えると
、かざばりが大きくなり、成形性が悪くて、実用に適さ
ない。

本発明の封止用樹脂組成物は、ノボラック型フェノール
樹脂、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共
重合樹脂、エポキシ樹脂および無機質充填剤を必須成分
とするが、必聾に応じて例えば天然ワックス類９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
、パラフィン類などの離型剤、塩素化パラフィン、ブロ
ムトルエン、ヘキサブロムベンゼン、三酸化アンチモン
などの難燃剤、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することもできる。

本発明の封止用樹脂組成物の製造方法は、メチルメタク
リレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を、ノボラ
ック型フェノール樹脂中に加熱混合、均一に分散混合さ
せた樹脂を使用すればよく、特にその製造方法に限定さ
れることはない。　しかし、通常法のようにして製造さ
れる。　ノボラック型フェノール樹脂の融点以上の温度
に加温できる装置（容器）、例えば万能混合機、強力ニ
ーダ−、加熱反応釜等を使用し、この中にノボラック型
フェノール樹脂を仕込み、融点以上に加熱して完全に溶
融させた後、ノボラック型フェノール樹脂に対して０．
１〜６０重Ｒ％間のメチルメタクリレート・ブタジエン
・スチレン共重合樹脂を投入し、好ましくは１５０℃以
上で２０分間以上撹拌して、均一に分散混合させる。　
メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂を均一に分散混合させたノボラック型フェノール樹脂
、エポキシ樹脂とを粉砕し、次いで無機質充填剤および
その他の成分を所定の組成比に選択した原料組成分をミ
キサー等によって十分均一に混合した後、更に熱ロール
、押出機又はニーダ−等によって加熱混線処理を行ない
、冷却固化するのをまち適当な大きさに粉砕して封止用
樹脂組成物を製造する。

以上、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共
重合樹脂をノボラック型フェノール樹脂中に分散混合し
、次いで他の成分を配合する製造方法を説明したが、ノ
ボラック型フェノール樹脂の製造工程においてメチルメ
タクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を均一
分散混合した樹脂をつくっておき、必要に応じて必要量
他成分と配合混練してもよい。

（作用） メチルメタクリレート・ブタジェン書スチレン共重合樹
脂を、ノボラック型フェノール樹脂中に均一に分散混合
することによって、二次凝集物の生成を少くし、低応力
特性のバラツキをなくすことができる。　メチルメタク
リレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂の粒径は、
もともと数μｍ以下の大きさであるが、他の成分と混合
混練を行うとメチルメタクリレート・ブタジエン・スチ
レン共重合樹脂の粒子が凝集して粒径数百μ−の二次凝
集物を生成し、低応力特性が低下したり、また低応力特
性のバラツキが生じ、信頼性を損ねる結果となる。　従
って、単にメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレ
ン共重合樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、エポキシ
樹脂、無機質充填剤を混合混練するのでなく、予めメチ
ルメタクリレート・ブタジェン書スチレン共重合樹脂を
ノボラック型フェノール樹脂中に十分均一に分散混合さ
せておけば、二次凝集物の生成が小さく、また少く、か
つ、低応力特性に優れバラツキ等がなくなることを確認
したものである。　混合条件（温度、時間等）によりメ
チルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂
の粒径を任意に調整することが可能であるが、分散状態
が粒径０．１〜５０μ−の範囲内にあることが好ましい
。

こうして得られた本発明の封止用樹脂組成物は電子ある
いは電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用することがで
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。

以下の実施例および比較例において１％」とあるのは「
１岳％」を意味する。

樹脂の製造 ノボラック型フェノール樹脂（フェノール当量１０７Ｂ
）　８０％を万能混合機に入れて１５０℃に加熱する。

　ノボラック型フェノール樹脂が完全に溶融した後、メ
チルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂
２０％を加えて１時間加熱撹拌混合して、メチルメタク
リレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂が均一に分
散混合した樹脂（以下Ｐ−ＭＢＳ樹脂という）をつくっ
た。

実施例　１ Ｐ−ＭＢＳ樹脂１２％とクレゾールノボラックエポキシ
樹脂（エポキシ当量２１５　）　１８％をヤリャ粉砕機
のスクリーン２　Ｉｍで粉砕し、溶融シリカ粉６５％お
よびその他成分５％を常温で況合し、さらに９０〜１０
０℃で混線冷却した後、粉砕して封止用樹脂組成物を製
造した。　得られた組成物を１７５℃に加熱した金型内
にトランスファー注入し硬化させて成形品（封止品）を
得た。　この成形品について、耐湿性、歪、ＭＢＳ樹脂
の粒径、その他の試験を行ったので、その結果を第１表
に示した。

本発明の封止用樹脂組成物は、ＭＢＳ樹脂がよく分散し
て、温寒サイクル、耐湿性、低応力特性に優れており、
本発明の顕著な効果が認められた。

実施例　２ Ｐ−ＭＢＳ樹脂１０％とクレゾールノボラックエポキシ
樹脂（エポキシ当１ｉｔ２１５）２０％をヤリャ粉砕機
のスクリーン２−一で粉砕し、溶融シリカ粉６５％およ
びその他成分５％を配合し、実施例１と同様にして封止
用樹脂組成物および成形品をつくった。　また同様に緒
特性の試験を行ったのでその結果を第１表に示した。　
実施例１と同様に本発明の顕著な効果が確認された。

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ｆｉ２
１５　）　１８．５％にノボラック型フェノール樹脂（
フェノール当量１０７）９％、ＭＢＳ樹脂２．５％、溶
融シリカ粉６５％およびその他成分５％を常温で混合し
、さらに９０〜１００℃で混線冷却した後、粉砕して封
止用樹脂組成物を製造した。　次いでこの組成物を用い
て成形品を得、実施例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。

比較例　２ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当發２１
５　）　２０％にノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当１Ｍ１０７　）　１０％、溶融シリカ粉６５％お
よびその他成分５％を比較例１と同様にして封止用樹脂
組成物、成形品を得、また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。

［発明の効果］ 以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物およびその製造方法によれば、メチル
メタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂をノ
ボラック型フェノール樹脂中に加熱混合均一に分散混合
することによって、二次凝集物も小さく、低応力特性に
優れバラツキがなく、耐湿性に優れ、かつ従来のエポキ
シ樹脂組成物と同等の特性を有したものが得られた。

この組成物を用いた電子部品又は電気部品には、優れた
信頼性を付与することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）ノボラック型フェノール樹脂中に、（Ｂ）メ
   チルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂
   を均一に分散混合した樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）］、（Ｃ）
   エポキシ樹脂および（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とす
   ることを特徴とする封止用樹脂組成物。 ２　メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重
   合樹脂が、樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）］に対して０．１〜６
   ０重量％の割合で含有する特許請求の範囲第１項記載の
   封止用樹脂組成物。 ３　樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）］が、全体の樹脂組成物に対
   して１〜３０重量％の割合で含有す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　無機質充填剤が、全体の樹脂組成物に対して２５〜
   ９０重量％の割合で含有する特許請求の範囲第１項ない
   し第３項いずれか記載の封止用樹脂組成物。 ５　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水酸基（ｂ）とのモル比［（
   ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲内にある特許請求
   の範囲第１項ないし第４項いずれか記載の封止用樹脂組
   成物。 ６　（Ａ）ノボラック型フェノール樹脂を溶融し、その
   中に（Ｂ）メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレ
   ン共重合樹脂を加えて、均一に分散混合した樹脂［（Ａ
   ）＋（Ｂ）］と、（Ｃ）エポキシ樹脂とを粉砕し、次い
   で（Ｄ）無機質充填剤及び必要に応じたその他成分を加
   えて混合し、更に加熱混練した後、冷却固化粉砕するこ
   とを特徴とする封止用樹脂組成物の製造方法。