JPS6356518A - 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〕 この発明は半導体封止用のエポキシ樹脂、組成物に関す
るものである。

〔従来の技術〕

一般に、樹脂封止の場合、半導体素子を直接封止するた
めのインサート物と樹脂との熱膨張率の差または熱応力
によって素子ペレットにクラックを生じたり、ボンディ
ングワイヤ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必要となり、近年半導体素子の大
型化に伴ってその要求はますます高まって来た。

応力を小さくするには、低弾性率化、低熱膨張化、低ガ
ラス転移温度（Ｔｇ）化などを図るなどの方法があるが
、耐湿性、耐熱性の面からある程度Ｔｇが高いことが必
要である。低弾性率化として可撓性付与剤の使用が考え
られる。しかし、従来の可撓性付与剤では低弾性率化は
認められてもＴｇが低下し高温時の電気特性が低下して
、耐湿性への悪影響が避けられない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように従来の技術においては、成形物のガラス転
移温度Ｔｇを始めとする各種特性の低下が少なく、耐湿
性、可撓性に優れた満足すべきエポキシ樹脂組成物は得
られなかったという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この発明はエポキシ樹
脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、離型剤、顔料な
どに、シランカップリング剤と、エポキシ樹脂または硬
化剤と反応する官能基を分子内に有するシリコーンオイ
ルと、水酸基またはアルコキシ基を少なくとも１個有す
るシリコーン樹脂中間体とを添加したエポキシ樹脂組成
物とする手段を採用したものである。以下その詳細を述
べる。

まず、この発明におけるエポキシ樹脂はビスフェノール
Ａ型、ノボラック型、脂環系、線状脂肪酸系、ハロゲン
化系の各エポキシ樹脂の１種もしくは２種以上の併用さ
れたものであってもよい。

そしてこのようなエポキシ樹脂に含まれる硬化剤は無水
フタル酸、無水コハク酸などの酸無水物、メタフェニレ
ンジアミン、ジアミノジフェニルスルフォン、エチレン
ジアミンなどのアミン類、フェノールノボラック樹脂、
クレゾールノボラック樹脂などであり、特に限定される
ものではない。

また、硬化促進剤も特に限定されるものではなく、たと
えば２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４
．６−トリス（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などの第三アミン、２−メチルイ
ミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどのイミダゾ
ール頚、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類を
例示することができる。また、無機充填材は汎用のもの
であり、アルミナ、タルク、クレー、溶融シリカ、結晶
シリカ、ケイ酸力ルシクム、炭酸カルシタム、ガラス繊
維などである。さらに、シランカップリング剤としては
２　（３，４−エポキシシクロヘキシル）−二チルトリ
メトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシ
シランなどがあり、これらのいずれであってもよい。

つぎに、この発明においてエポキシ樹脂に配合される硬
化剤、硬化促進剤、無機充填材およびシランカップリン
グ剤などの量はそれぞれ以下のとおりとすることが望ま
しい。すなわち、硬化剤は硬化剤中の官能基数とエポキ
シ樹脂中のエポキシ基数との化学当量比が０．５〜２．
０になるように、また、硬化促進剤は成形材料中に０．
１〜１．０重量％になるように、無機充填材は同じく６
０〜８０重量％になるように、そしてシランカップリン
グ剤は０．２〜３．０重＠％であって、各添置がそれぞ
れの下限値未満の少量のときは成形性、耐湿性、電気特
性などが低下し熱膨張率が大きくなり、逆に上限値を越
える多量のときは成形性、耐湿性、電気特性などが低下
し、特に流動性の低下が大きくなって好ましくない。な
お、離型剤および顔料は特に限定されるものではないが
、たとえば離型剤０．０５〜１．５重量％、顔料０．１
〜１．０重＠％程度である。

さらに、この発明におけるエポキシ樹脂または硬化剤と
反応する官能基を分子内にもつシリコーンオイルは、た
とえばアミノ基、水酸基、エポキシ基、カルボキシル基
等の官能基当量が５００〜５０００が好ましい。なぜな
らば官能基当量が５００未満のときは耐湿性の低下を引
き起こし、逆に５０００を越えるときは成形品表面にム
ラが発生したり低応力化の効果が低減される傾向がある
からである。また水酸基またはアルコキシ基を少なくと
も１個有するシリコーン樹脂中間体とはたとえば信越化
学社製にλ２１１〜２１７．９２１８、日本ユニカー社
製Ａ１６２．１６３その他を市販品として例示すること
ができる。

以上の各成分のうち、シランカップリング剤とシリコー
ンオイルとの組み合わせのみでは、低応力化効果は認め
られても耐湿性の向上効果は現われず、また、シランカ
ップリング剤とシリコーン樹脂中間体とを併用したとき
は、耐湿性は向上するが低応力化効果は見られない。し
かし、これら３者が共存することによって始めて低応力
化および耐湿性の両方に顕著な効果が現われるので、成
形材料すなわち樹脂組成物に対してシリコーンオイルが
０．２０〜２．００　重着％、シリコーン樹脂中間体が
０．１５〜１．８０重量％にそれぞれなるように配合す
ることが望ましい。なぜならば、それぞれの配合量がそ
れぞれの下限値よりも少ないときは低応力化効果も耐湿
性向上効果も共になくなり、逆に上限値を越える多量で
は成形品の曲げ強さその他の特性の低下を来たして好ま
しくないからである。

ここで、シランカップリング剤、シリコーンオイルおよ
びシリコーン樹脂中間体の３者を均一に分散させるため
には、これらをたとえば水、メタノール、エタノール、
イソプロパツール等の溶媒で希釈して用いることが望ま
しいが、無機充填材を前処理する際にこれら３者を同時
に添加すると、充填材と樹脂成分との界面におけるシラ
ンカップリング剤の効果がシリコーン樹脂中間体によっ
て阻害されるために充分に発揮されず、曲げ強さなどの
力学的強度が低下するので、無機充填剤とシランカップ
リング剤とを予め混合し熱処理、乾燥、冷却等を行なっ
た後、溶媒によって希釈された前記残りの２者を混合し
、熱処理および冷却等を行なって、エポキシ樹脂、硬化
剤、硬化促進剤その他の残りぷ材料を混合し混練すると
いう手順を採ることが望ましい。

〔実施例〕

原材料の配合割合を示す部はすべて重量部である。

実施例１ニ ジリカ粉末〔平均粒径１５μｍ）６ｓ、ｓ部にシランカ
ップリング剤（２（３，４−エポキシシクロヘキシル）
−二チルトリメトキシシラン〕０．７部、分子内にメト
キシ基をもつシリコーン樹脂中間体〔信越化学社製品〕
０．３部と、分子内にエポキシ基ヲモつシリコーンオイ
ル〔トーレシリコーン社製：　５Ｆ８４１１：１０．５
部とを２０％エタノール溶液にして滴下しながらヘンシ
ェルミキサーで混合し、１１５℃、５時間乾燥し室温ま
で冷却した。さらに、これにエポキシ樹脂（クレゾール
ノボラック型）２０部、硬化剤（フェノールノボラック
）９．２部、硬化促進剤０．３部、離型剤（カルナバワ
ックス）０．３部を加え、混合した後コニーダで混練し
、エポキシ樹脂組成物を得た。得られた組成物を１７５
℃、９０秒の条件でトランスファ成形し１７５℃、５時
間で後硬化させた各試験片について、曲げ強さｋｇｆ／
ｍｍ（：ＪＩＳ−に６９１１準拠〕、曲げ弾性率ｋｇｆ
／ｍｍ”（Ｊ　Ｉ　Ｓ　−Ｋｅ　９１１準拠〕、ガラス
転移点℃（ＴＭＡ法準拠〕、煮沸後の体積抵抗率Ω・ｃ
ｍ（ＪＩＳ−に６９１１（Ｄ−２００７１００）準拠〕
、ピエゾ応力ｋｇ／ｃｍ”（ピエゾ素子による（１５ｐ
ｉｎＤＩＰ））および螢光塗料浸入〔吸湿させハンダ浸
漬後螢光塗料のパッケージへの浸入を調べ、侵入度をＡ
（最小）、Ｂ、Ｃ，Ｄ（最大）の四段階で評価）の６項
目の試験を行ない、得られた結果を表にまとめた。

実施例２ニ ジリカ粉末にシランカップリング剤のみを溶解させた２
０％エタノール溶液として滴下しながらヘンシェルミキ
サーで混合し、これを乾燥、冷却オイルとを溶解させた
エタノール溶液を滴下混合させるという添加方法が異な
る以外は実施例１と全く同じ原材料およびその添加量、
さらに組成物の成形条件および試験条件の下で得られた
成形品の緒特性を求め、その結果を表に併記した。

まないこと以外は実施例１と全く同じ操作を行なって試
験片を作製し、緒特性を求めた。その結果を表に併記し
た。

比較例２： シリコーンオイルを含まないこと以外は実施例１と全く
同じ操作を行なって試験片を作製し、緒特性を求めた。

その結果を表に併記した。

比較例３： １と全く同じ操作を行なって試験片を作製し、緒特性を
求めた。その結果を表に併記した。

のうち、シランカップリング剤のみが含まれた比性によ
って耐湿性は向上するが低応力化にはあまり効果が見ら
れず曲げ強さが低下し、また、シランカップリング剤と
シリコーンオイルを併用した比較例３においては、低応
力化の効果は認められるが耐湿性の向上は見られず、曲
げ強さも低下し実施例１においては、曲げ強さが低下し
たが耐湿性、低応力化の両者に効果が認められ、実施例
２においては実施例１のときよりも優れた曲げ強さが現
われ、すべての点で好ましい結果が得られた。

このことはシランカップリング剤を無機充填剤と予め混
合した後、他の２者を添加混合する製造手順が望ましい
ことを示している。

〔効果〕

この発明によるエポキシ樹脂組成物はガラス転移温度を
始めとする各種特性の低下が少なく、耐湿性および可撓
性に優れた半導体製品の成形に効果的であるから、この
発明の意義はきわめて大きいといえる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、離型
   剤、顔料などに、シランカップリング剤と、エポキシ樹
   脂または硬化剤と反応する官能基を分子内に有するシリ
   コーンオイルと水酸基またはアルコキシ基を少なくとも
   １個有するシリコーン樹脂中間体とを添加したことを特
   徴とするエポキシ樹脂組成物。