JPS63280722A - 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、素子の信顆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
オープン、樹脂クラック、ベ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、力）つ
、従来のエポキシ樹脂組成物の特性を保持した、信顆性
の高い封止用樹脂組成物およびその製造方法を提供しよ
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、アクリロニトリル・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こ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）アクリ
ロニトリル・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）
アクリロニトリル・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て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ポルムアルデヒドを
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
化ノボラヅ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、とスフエ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種又は２種以上混合して用
いる。

本発明に用いる（Ｂ）アクリロニトリル・ブタジエン・
スチレン共重合樹脂としては、スチレン・アクリロニト
リル共重合物とブタジェン・アクリロニトリルゴムのブ
レンド形のもの、ポリブタジェンをスチレン・アクリロ
ニトリルの混合モノマーに溶解させて懸濁重合を行った
ラテックス形のものがあり、どちらでもよい、　アクリ
ロニトリル・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アクリロニトリル・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０．１〜９０重呈％の
割合で含有することが望ましい、　その：リリ合が０．
１重量％未満では、低応力、温寒サイクルに耐え得る効
果はなく、また９０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、　アクリ
ロニトリル・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、融点以上に加温し完全に溶融
液体とした後、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレ
ン共重合樹脂を加えて、好ましくは１５０°Ｃ以上で２
０分間品上撹拌し、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アクリロニトリル・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）　
＋（Ｂ）］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＠量％を
超えると耐湿性が劣化するので好ましくない。

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、炭素繊維等が挙げられ、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２
５〜９０重量％であることが望ましい、　その配合割合
が２５重量％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重量％を超えると、か
さばりが大きくなり、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、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合
樹脂、エポキシ樹脂および！！機性質充填剤必須成分と
するが、必要に応じて例えば天然ワックス類１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、二酸化アンチモンなどの難燃削
、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、アクリロニト
リル・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、通常次のようにして製造される
。　ノボラック型フェノールＶｆＪ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．
１〜９０重量％量のアクリロニトリル・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分間以上攪拌して、均一に分散混合させる。　アク
リロニトリル・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曲の
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−等によって加熱混練処理を行ない、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、アクリロニトリル・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
いてアクリロニトリル・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） アクリロニトリル・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
のバラツキをなくずことかできる。　アクリロニトリル
・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、池の成分と混合混練を行
うとアクリロニトリル・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μｌ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、信顆性を損ねる結果となる。

従って、単にアクリロニトリル・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、＠性質充填剤を混合混練するのでなく、予めアクリ
ロニトリル・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十分均一に分散混合させてお
釘ば、二次凝集物の生成が小さく、また少くなり、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）によりアク
リロニトリル・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、好ましくは分散
状態を粒径０．１〜５０μｌの範囲内にしたほうがよい
。

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「％」とあるのは「
重量％」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１０７８
）　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、ア
クリロニトリル・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、アクリロニトリル
・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−ＡＮＢＳ樹脂という）をつくった。

実施例　１ Ｐ−ＡＮＢＳ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１１５　）　１８％をヤリャ粉砕機
のスクリーン２　ｎｎで粉砕し、Ｆｆ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９０〜１
００°Ｃで混練冷却した後、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、Ａ　Ｂ
　Ｓ　＠Ｊ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、ＡＢＳｖｌＪ脂がよく分
散して、錫基サイクル、耐湿性、低応力特性にｅれてお
り、本発明の顕著な効果が認められた。

実施例　２ Ｐ−ＡＮＢＳＩＩ脂１０％とクレゾールノボラックエポ
キシ樹脂（エポキシ当、１１５　）　２０％をヤリャ粉
砕機のスクリーン２　ｍｎ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
様に諸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と同様に本発明の屈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（エポキシ当量２１
５　）　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％、ＡＢＳｆｆ）Ｉ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”Ｃで混練冷却した後、粉砕
して封止用樹脂組成物をｌ！ｌ！遺した。　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諸特性
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（エポキシ当量２１
５　）　２０％にノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当量１０７　）　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、また同様にして諸特性を試験したの
でその結果を第１表に示した。

第１表 ＊１　：クラック数は３０　ｘ　２５　ｘ　５１１の成
形品の底面に２５　ｘ　２５　ｘ　３１１の銅板を埋め
込み、−４０℃と＋２００℃の恒温槽へ各３０分間ずつ
入れ、１５サイクル繰り返した後の樹脂クラックを調査
した。

＊２：封止用樹脂組成物を用いて２本のアルミニウム配
線を有する電気部品を１７０℃で３分間トランスファー
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℃の高圧水
蒸気中で耐湿試験を行い、アルミニウム腐蝕による５０
％の断線（不良発生）の起こる時間を評価した。

＊３：ＤＩＰ１６ピ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、１８０℃で８時間硬
化させた後の歪を測定したや ＊４　：封止用樹脂組成物を用いた成形品の断面を顕微
鏡で観察し、成形品中に分散したＡＢＳＶｆｉ脂の最大
粒径を測定した。

［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、アクリ
ロニトリル・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）アク
   リロニトリル・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　アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹
   脂が、樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）］に対して０．１〜９０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）アクリロニトリル・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て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。