JPS63275625A

JPS63275625A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPS63275625A
Application number: JP11065487A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Funakoshi; 船越　勉; Takahito Nakamura; 隆人中村; Yoshiyuki Miwa; 三輪　孔之; Shigeru Endo; 茂遠藤
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1987-05-08
Publication date: 1988-11-14

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】［発明の技術分野］本発明は、　（ａ）四官能エポキシ樹脂、　（ｂ）フェ
ノール８ＪＩ詣硬化剤、　（ｃ）硬化促進剤、　（ｄ）
無機質充填剤、および（８）低応力化剤としてオルガノ
ポリシロキサンを用いることにより、優れた耐熱性と低
応力性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関す
る。

［従来の技術及びその問題点］従来から、ダイオード、トランジスタ、ＩＣ。

ＬＳＩ等の電子部品をエポキシ樹脂を用いて封止する方
法が用いられてきた。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法に比較して
経済的に有利なため広く実用化されている。しかしこの
樹脂封止は、トランスファー成形により素子を直接封止
してしまうため、素子と樹脂との線膨張率の差や、熱応
力によって、素子の歪や破損を生じたり、ポンディング
線が切断されるなどの問題があり、素子への応力を小さ
くすることが望まれている。特に近年、半導体素子の大
型化、高集積化に伴ってその要求はますます強くなって
いる。応力を小さくするために硬化物の弾性率や線膨張
率を低くするように材料の工夫がなされている。

すなわち、低応力化の一方法として可撓性付与剤を配合
する方法が知られている。しかし、従来知られているポ
リプロピレングリコールジグリシジルエーテルや長い側
鎖を有するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などの可撓
性付与剤を配合した場合には、低弾性率化効果は認めら
れるものの、ガラス転移点（Ｔｇ）が急激に降下し、高
温時の電気特性が低下するという問題点を有している。

また、クレゾール／ボテツク型エポキシ樹脂を不飽和二
重結合を有するゴムで変性した場合も弾性率は低下する
が、ガラス転移点もかなり低下する（特開昭５８−１７
４４１６号、特開昭６０−８３１５号）。

材料の熱膨張係数を下げる方法としては熱膨張係数の小
さい無機充填材の添加が知られているが、無機充填材の
添加量を多くすると膨張係数の低下と同時に弾性率が増
加するので応力の十分なる低減は計られていない。

また近年、半導体等の電子部品は高温の雰囲気下で使用
されることが多くなり、将来にわたってこの傾向はさら
に広がっていくと考えられる。

この際、電気、電子部品の信頼性を維持するためには、
それらを保護または実装している封止樹脂の耐熱性を向
上させなければならない、従来耐熱性を目的とした樹脂
組成物が報告されているが（特開昭５９−１０５０１７
号、特開昭５９−２１０９３３号）、これらもまだ十分
なものとは言えない。

［発明の目的］本発明の目的は、高いガラス転移温度を有し、かつ優れ
た低応力性を示すエポキシ樹脂組成物を提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、ａ）四官悌エ
ポキシ樹脂ｂ）フェノール樹脂硬化剤Ｃ）硬化促進剤・　　ｄ）無機質充填剤ｅ）分子内にエポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、
ヒドロキシル基、シアノ基、およびポリオキシアルキレ
ン基のうち１種または２種以上の基を有するオルガノポ
リシロキサンからなることを特徴とするエポキシ樹脂組
成物を見い出すに至った。

本発明において、ａ）四官俺エポキシ樹脂としては、次の式で示される化
合物等が挙げられる。

Ｒ２Ｒ２式中、Ｒ１とＲ２は水素、アルキル基、アルコキシル基
またはハロゲン原子からなる群より選ばれた同一もしく
は異なる基である。

例えば、式（Ｉ）で表わされる１、１，２．２−テトラ
キス、（グリシジルオキシフェニル）エタン、式（ＩＩ
　）で表わされる１、１，２．２−テトラキス（グリシ
ジルオキシクレジル）エタンなどが挙げられる。

ｂ）フェノール樹脂硬化剤として１よ、フェノール、０
−クレゾール、ｍ−クレゾール、Ｐ−クレゾール、エチ
ルフェノール、キシレノール類。

ｐ　−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、オクチルそエノー
ル、ノニルフェノール等のアルキル置換フェノール類よ
り選ばれた少なくとも１種類のフェノール化合物とホル
ムアルデヒドと反応せしめた樹ｌ旨等が挙げられる。

Ｃ）硬化促進剤としては、２−エチル−４−メチルイミ
ダゾール、２−メチルイミダゾール。

２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾー
ル等のイミダゾール類、２，４．８−）　ＩＪス（ジメ
チルアミノメチル）フェノール、ベンジルジメチルアミ
ン等のｒｐ、３級アミン、トリフェニルホスフィン、）
リブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、ト
リシクロヘキシルホスフィン等の有機ホスフィン類、　
１．８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７
，１，８−ジアザビシクロ（７，２，０）ウンデセン−
８，１，８−ジアザビシクロ（７，５，０）テトラデセ
ン−８，１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン
−５，１，５−ジアザビシクロ（４，２，０）オクテン
−５等のジアザビシクロアルケン類、またはこれらのフ
ェノール塩、ギ酩塩、アジピン酸塩等が挙げられる。こ
れらの群より選ばれた１種または２種以上のものが使用
される。

ｄ）無機質充填剤としては、溶融シリカ、結晶性シリカ
、酸化マグネシウム、アルミナ、炭酸カルシウム等が挙
げられる。

ｅ）オルガノポリシロキサンとしては、分子内にエポキ
シ基、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シ
アノ基、およびポリオキシアルキレン基のうち１種また
は２種以上の基を有するオルガノポリシロキサンが挙げ
られる。

また、オルガノポリシロキサンの添加方法としては、特
に制限はないが、エポキシ樹脂および／または、フェノ
ール樹脂硬化剤に適量を加え、溶融混合物とする方法、
官能基がエポキシ基の場合は、フェノール樹脂硬化剤に
添加し、反応物とする方法、官能基がアミノ基またはカ
ルボキシル基の場合は、エポキシ樹脂に添加し、反応物
とする方法等が好ましい。

なお、エポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤の組合せで
は、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ１１個当たりフ
ェノール性水酸基が０．５〜２．０個となるような比率
で用いるのが好ましい。

硬化促進剤の添加量は成形材料中に０．１〜１°、０重
量％が好ましい。

無機フィラーの添加量は全組成物に対して６０〜８５重
量％が望ましく、８５重量％以上になると組成物の流動
性が低く、成形性が悪くなる。

また６０重量％以下では線膨張率が大きくなるなどの問
題が生じる。したがって、無機質フィラーの種類により
異なるが、６０〜８５重量％の範囲で適宜配合される。

オルガノポリシロキサンの添加量は、（全エポキシ樹脂
＋フェノール樹脂硬化剤）１００重量部に対して３〜５
０重量部、好ましくは５〜４０重量部である。すなわち
３重量部以下では弾性率の低下が少なく、５０重量部以
上ではＴｇ、機械的強度および高温時電気特性の低下が
大きい。

また、本発明においては、ａ）〜ｅ）のほかに必要に応
じて天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸およびそ
の金属塩などの離型剤、シラン系カップリング剤やチタ
ン系カップリング剤などのカップリング剤、カーボンの
ような着色剤、さらに臭素化フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂。

臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などの難燃剤、
三酸化アンチモン、五酸化アンチモンなどの難燃助剤を
添加することもできる。

また、本発明においては、成分ａ）〜ｅ）およびその他
の成分を配合し、ヘンシェルミキサーなどで混合して、
ロール、ニーダ−等により７０〜１１０℃で混練するこ
とにより、目的とする優れた特性の成形材料を得ること
ができる。

［発明の効果］従来のオルソクレゾールノボチック型エポキシ樹脂を用
いた樹脂組成物は、耐熱性においては、十分に満足でき
るものではなかった。しかし本発明の組成物を使用する
と、耐熱性に優れ、かつ低応力性にも優れたエポキシ樹
脂組成物が得られる。

［発明の実施例］以下に実施例および比較例に使用した材料を、また配合
を、第１表に示す。

（１）エポキシ樹脂（Ｉ）　　１，１，２．２−テトラキス（グリシジルオ
キシフェニル）エタン（エポキシ当ｉｌｌ　９３．軟化
点９０℃）（ＩＩ　）　　１，１．２．２−テトラキス（グリシジ
ルオキシクレジル）エタン（エポキシ当量２２８、軟化
点９７℃）（ｍ）オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エ
ポキシ当量１９７、軟化点７３℃）（ＩＴ）臭素化フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２７５
、軟化点８４°Ｃ）（２）フェノール樹脂硬化剤フェノールノポラ７り樹脂（水酸基当量１０８、軟化点
９６℃）（３）硬化促進剤トリフェニルホスフィン（４）充填剤溶融シリカ（５）オルガノポリシロキサン（１）エポキシポリエーテル変性シリコーンオイル（ト
ーレシリコーン社製５Ｆ８４２１）（ＩＩ　）エポキシ
変性シリコーンオイル（トーレシリコーン社製５Ｆ８４
１１）（６）離型剤カルナバワックス（７）カップリング剤 γ−グリンドキシプロビルトリメトキシシラン（８）難燃助剤三酸化アンチモン（９）着色剤カーボンブラック実施例１〜５および比較例１〜３第１表に示す材料をフラスコ中で１４０℃。

３時間反応させた後に冷却粉砕して変性物Ａ。

Ｂ、Ｃを得た。

第１表（配合は全て重量部で示す）第２表に示す材料を混合し、加熱ロールにより混練、冷
却後、粉砕してエポキシ樹脂成形材料を調整した。これ
らの成形材料を、１７５℃×３分の成形条件で試験片を
作成し、１７５℃×６時間後硬化をした後、品持性を評
価した。この結果を第３表に記した。

第２表（配合量は全て重量部で示す）第３図 ※ＩＪＩＳ　　Ｋ６９１１で測定した。

※２ＴＭＡ法で測定した。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ａ）四官能エポキシ樹脂ｂ）フェノール樹脂硬化剤ｃ）硬化促進剤ｄ）無機質充填剤ｅ）分子内にエポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、
ヒドロキシル基、シアノ基、およびポリオキシアルキレ
ン基のうち１種または２種以上の基を有するオルガノポ
リシロキサンからなることを特徴とする半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物。
（２）前記成分ａ）の四官能エポキシ樹脂が次の式で示
される特許請求の範囲第１項記載の半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、Ｒ＿１とＲ＿２は水素、アルキル基、アルコキシ
ル基またはハロゲンからなる群より選ばれた同一もしく
は異なる基である。