JP2003253093A - 封止用エポキシ樹脂組成物および電子部品装置 - Google Patents
封止用エポキシ樹脂組成物および電子部品装置Info
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- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
性、耐リフロー性、耐湿性および高温放置特性等の信頼
性を低下させずに難燃性が良好な封止用エポキシ樹脂組
成物、およびこの樹脂組成物により封止した素子を備え
た電子部品装置を提供する。 【解決手段】 (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、
(C)硬化促進剤、(D)無機充填剤、(E)複合金属
水酸化物、(F)重量平均分子量が4,000以上の直
鎖型酸化ポリエチレン、(G)炭素数5〜30のα−オ
レフィンと無水マレイン酸との共重合物を炭素数5〜2
5の一価のアルコールでエステル化した化合物、を必須
成分とする封止用エポキシ樹脂組成物、およびこの封止
用エポキシ樹脂組成物により封止された素子を備えた電
子部品装置。
Description
物、特にノンハロゲンかつノンアンチモンで難燃性であ
り、VLSIの封止用に好適な封止用エポキシ樹脂組成
物、およびこの組成物で封止した素子を備えた電子部品
装置に関する。
部品装置の素子封止の分野では生産性、コスト等の面か
ら樹脂封止が主流となり、封止用の樹脂組成物の中で
は、エポキシ樹脂組成物が広く用いられている。この理
由としては、エポキシ樹脂が電気特性、耐湿性、耐熱
性、機械特性、インサート品との接着性等の諸特性にバ
ランスがとれているためである。これらの封止用エポキ
シ樹脂組成物の難燃化は主にテトラブロモビスフェノー
ルAのジグリシジルエーテル等のブロム化樹脂と酸化ア
ンチモンの組み合わせにより行われてきた。近年、環境
保護の観点からダイオキシン問題に端を発し、デカブロ
ムをはじめとするハロゲン化樹脂やアンチモン化合物に
規制の動きがあり、封止用エポキシ樹脂組成物について
もノンハロゲン化(ノンブロム化)およびノンアンチモ
ン化の要求が出てきている。また、プラスチック封止I
Cの高温放置特性にブロム化合物が悪影響を及ぼすこと
が知られており、この観点からもブロム化樹脂量の低減
が望まれている。
用いずに難燃化を達成する手法としては、赤リンを用い
る方法(特開平9−227765号公報)、リン酸エス
テル化合物を用いる方法(特開平9−235449号公
報)、ホスファゼン化合物を用いる方法(特開平8−2
25714号公報)、金属水酸化物を用いる方法(特開
平9−241483号公報)、金属水酸化物と金属酸化
物を併用する方法(特開平9−100337号公報)、
フェロセン等のシクロペンタジエニル化合物を用いる方
法(特開平11-269349号公報)、アセチルアセ
トナート銅等の有機金属化合物を用いる方法(加藤寛、
機能材料、11(6)、34(1991))等のハロゲ
ン、アンチモン以外の難燃剤を用いる方法、充填剤の割
合を高くする方法(特開平7−82343号公報)等が
試みられている。
エポキシ樹脂組成物に赤リンを用いた場合は耐湿性の低
下の問題、リン酸エステル化合物やホスファゼン化合物
を用いた場合は可塑化による成形性の低下や耐湿性の低
下の問題、金属水酸化物や金属酸化物を用いた場合は離
型性や流動性の低下の問題、充填剤の割合を高くした場
合は流動性の低下の問題がそれぞれある。また、アセチ
ルアセトナート銅等の有機金属化合物を用いた場合は、
硬化反応を阻害し成形性が低下する問題がある。以上の
ようにこれらノンハロゲン、ノンアンチモン系の難燃剤
では、いずれの場合もブロム化樹脂と酸化アンチモンを
併用した封止用エポキシ樹脂組成物と同等の成形性、信
頼性を得るに至っていない。本発明はかかる状況に鑑み
なされたもので、特に環境対応の観点から要求されるノ
ンハロゲンかつノンアンチモンで、成形性、耐リフロー
性、耐湿性および高温放置特性等のVLSIの封止用に
好適な信頼性を低下させずに難燃性が良好な封止用エポ
キシ樹脂組成物、およびこの樹脂組成物により封止した
素子を備えた電子部品装置を提供しようとするものであ
る。
を解決するために鋭意検討を重ねた結果、複合金属水酸
化物および特定の離型剤成分を配合した封止用エポキシ
樹脂組成物により上記の目的を達成しうることを見い出
し、本発明を完成するに至った。
成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)硬
化促進剤、(D)無機充填剤、(E)複合金属水酸化
物、(F)重量平均分子量が4,000以上の直鎖型酸
化ポリエチレン、および(G)炭素数5〜30のα−オ
レフィンと無水マレイン酸との共重合物を炭素数5〜2
5の一価のアルコールでエステル化した化合物、を必須
成分とすることを要旨とする。
くとも一方が、(A)成分の一部または全部と予備混合
されているのが好ましい。
は、(E)複合金属水酸化物が下記組成式(I)で示さ
れる化合物であるのが好ましい。
し、a、b、c、d、m、nおよびhは正の数を示
す。)
ならないようにM1が第3周期の金属元素、IIA族のア
ルカリ土類金属元素、IVB族、IIB族、VIII族、IB
族、IIIA族およびIVA族に属する金属元素から選ば
れ、M2がIIIB〜IIB族の遷移金属元素から選ばれるの
が好ましい。ここで、該M1がマグネシウム、カルシウ
ム、アルミニウム、スズ、チタン、鉄、コバルト、ニッ
ケル、銅および亜鉛から選ばれ、該M2が鉄、コバル
ト、ニッケル、銅および亜鉛から選ばれるのが好まし
い。M1がマグネシウムで、M2が亜鉛又はニッケルであ
ること、組成式(I)中のM1 aObおよびM2 cOdのモル
比m/nが99/1〜50/50であることが、より好
ましい。
エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含
有エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロ
ペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹
脂およびトリフェニルメタン型エポキシ樹脂の少なくと
も1種を含有すること、(B)硬化剤がビフェニル型フ
ェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロ
ペンタジエン型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型
フェノール樹脂およびノボラック型フェノール樹脂の少
なくとも1種を含有することが好ましい。
用エポキシ樹脂組成物で封止された素子を備えた電子部
品装置を要旨とする。
脂組成物の必須成分について説明する。本発明において
用いられる(A)エポキシ樹脂は、封止用エポキシ樹脂
組成物に一般に使用されているもので特に制限はない。
たとえば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オル
ソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニル
メタン骨格を有するエポキシ樹脂をはじめとするフェノ
ール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコ
ール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のフェノ
ール類および/又はα−ナフトール、β−ナフトール、
ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアル
デヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベ
ンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基
を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて
得られるノボラック樹脂をエポキシ化したノボラック型
エポキシ樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF、
ビスフェノールS等のジグリシジルエーテル(ビスフェ
ノール型エポキシ樹脂);アルキル置換又は非置換のビ
フェノール等のジグリシジルエーテル(ビフェニル型エ
ポキシ樹脂);スチルベン型エポキシ樹脂;ハイドロキ
ノン型エポキシ樹脂;フタル酸、ダイマー酸等の多塩基
酸とエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジ
ルエステル型エポキシ樹脂;ジアミノジフェニルメタ
ン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリ
ンの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹
脂;ジシクロペンタジエンとフェノール類の共縮合樹脂
のエポキシ化物(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹
脂);ナフタレン環を有するエポキシ樹脂(ナフタレン
型エポキシ樹脂);フェノール・アラルキル樹脂、ナフ
トール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹
脂のエポキシ化物;トリメチロールプロパン型エポキシ
樹脂;テルペン変性エポキシ樹脂;オレフィン結合を過
酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹
脂;脂環族エポキシ樹脂;硫黄原子含有エポキシ樹脂;
トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。こ
れらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いても
よい。
ニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂および
硫黄原子含有エポキシ樹脂が好ましく、硬化性の観点か
らはノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、低吸湿性の
観点からはジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が好ま
しく、耐熱性および低反り性の観点からはナフタレン型
エポキシ樹脂およびトリフェニルメタン型エポキシ樹脂
が好ましい。上記のビフェニル型エポキシ樹脂、スチル
ベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ノボ
ラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキ
シ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂およびトリフェニル
メタン型エポキシ樹脂の好ましい7種のエポシキ樹脂か
ら、いずれか1種を単独で用いても2種以上を組み合わ
せて用いてもよいが、これらの配合量はエポキシ樹脂全
量に対して合せて50重量%以上とすることが好まし
く、60重量%以上がより好ましく、80重量%以上が
さらに好ましい。
ば下記一般式(II)で示されるエポキシ樹脂等が挙げら
れ、スチルベン型エポキシ樹脂としてはたとえば下記一
般式(III)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられ、硫
黄原子含有エポキシ樹脂としてはたとえば下記一般式
(IV)で示されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが
同一でも異なっていてもよい。nは0〜3の整数を示
す。)
置換又は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが
同一でも異なっていてもよい。nは0〜3の整数を示
す。)
数1〜10の一価の炭化水素基から選ばれ、全てが同一
でも異なっていてもよい。nは0〜3の整数を示す。)
エポキシ樹脂としては、たとえば、4,4´−ビス
(2,3−エポキシプロポキシ)ビフェニル又は4,4
´−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)−3,3´,
5,5´−テトラメチルビフェニルを主成分とするエポ
キシ樹脂、エピクロルヒドリンと4,4´−ビフェノー
ル又は4,4´−(3,3´,5,5´−テトラメチ
ル)ビフェノールとを反応させて得られるエポキシ樹脂
等が挙げられる。中でも4,4´−ビス(2,3−エポ
キシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル
ビフェニルを主成分とするエポキシ樹脂が好ましい。
型エポキシ樹脂は、原料であるスチルベン系フェノール
類とエピクロルヒドリンとを塩基性物質存在下で反応さ
せて得ることができる。この原料であるスチルベン系フ
ェノール類としては、たとえば3−t−ブチル−4,
4′−ジヒドロキシ−3′,5,5′−トリメチルスチ
ルベン、3−t−ブチル−4,4′−ジヒドロキシ−
3′,5′,6−トリメチルスチルベン、4,4´−ジ
ヒドロキシ−3,3´,5,5´−テトラメチルスチル
ベン、4,4´−ジヒドロキシ−3,3´−ジ−t−ブ
チル−5,5´−ジメチルスチルベン、4,4´−ジヒ
ドロキシ−3,3´−ジ−t−ブチル−6,6´−ジメ
チルスチルベン等が挙げられ、中でも3−t−ブチル−
4,4′−ジヒドロキシ−3′,5,5′−トリメチル
スチルベン、および4,4´−ジヒドロキシ−3,3
´,5,5´−テトラメチルスチルベンが好ましい。こ
れらのスチルベン型フェノール類は単独で用いても2種
以上を組み合わせて用いてもよい。
エポキシ樹脂の中でも、R1〜R8が水素原子、置換又は
非置換の炭素数1〜10のアルキル基および置換又は非
置換の炭素数1〜10のアルコキシ基から選ばれるエポ
キシ樹脂が好ましく、R2、R4、R5およびR7が水素原
子で、R1、R3、R6およびR8がアルキル基であるエポ
キシ樹脂がより好ましく、R2、R4、R5およびR7が水
素原子で、R1およびR8がメチル基で、R3およびR6が
t−ブチル基であるエポキシ樹脂がさらに好ましい。こ
のような化合物としては、YSLV−120TE(新日
鐵化学社製商品名)等が市販品として入手可能である。
を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい
が、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ
樹脂全量に対して合わせて20重量%以上とすることが
好ましく、30重量%以上がより好ましく、50重量%
以上とすることがさらに好ましい。
えば下記一般式(V)で示されるエポキシ樹脂等が挙げ
られる。
は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、nは0〜10
の整数を示す。) 上記一般式(V)で示されるノボラック型エポキシ樹脂
は、ノボラック型フェノール樹脂にエピクロルヒドリン
を反応させることによって容易に得られる。中でも、一
般式(V)中のRとしては、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の
炭素数1〜10のアルキル基、メトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のア
ルコキシル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより
好ましい。nは0〜3の整数が好ましい。上記一般式
(V)で示されるノボラック型エポキシ樹脂の中でも、
オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好まし
い。ノボラック型エポキシ樹脂を使用する場合、その配
合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に
対して20重量%以上とすることが好ましく、30重量
%以上がより好ましい。
ては、たとえば下記一般式(VI)で示されるエポキシ樹
脂等が挙げられる。
0の置換又は非置換の一価の炭化水素基からそれぞれ独
立して選ばれ、nは0〜10の整数を示し、mは0〜6
の整数を示す。) 上記式(VI)中のR1としては、たとえば、水素原子、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロ
ピル基、t−ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリ
ル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン化アルキ
ル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アル
キル基等の炭素数1〜10の置換又は非置換の一価の炭
化水素基が挙げられ、中でもメチル基、エチル基等のア
ルキル基および水素原子が好ましく、メチル基および水
素原子がより好ましい。R2としては、たとえば、水素
原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イ
ソプロピル基、t−ブチル基等のアルキル基、ビニル
基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン
化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基
置換アルキル基等の炭素数1〜10の置換又は非置換の
一価の炭化水素基が挙げられ、中でも水素原子が好まし
い。ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を使用する場
合、その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ
樹脂全量に対して20重量%以上とすることが好まし
く、30重量%以上がより好ましい。
ば下記一般式(VII)で示されるエポキシ樹脂等が挙げら
れ、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂としてはたとえ
ば下記一般式(VIII)で示されるエポキシ樹脂等が挙げら
れる。
炭素数1〜12の一価の炭化水素基から選ばれ、それぞ
れ全てが同一でも異なっていてもよい。pは1又は0
で、h、mはそれぞれ0〜11の整数であって、(h+
m)が1〜11の整数でかつ(h+p)が1〜12の整
数となるよう選ばれる。iは0〜3の整数、jは0〜2
の整数、kは0〜4の整数を示す。) 上記一般式(VII)で示されるナフタレン型エポキシ樹脂
としては、h個の構成単位およびm個の構成単位をラン
ダムに含むランダム共重合体、交互に含む交互共重合
体、規則的に含む共重合体、ブロック状に含むブロック
共重合体が挙げられ、これらのいずれか1種を単独で用
いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、nは1〜10
の整数を示す。)
を単独で用いても両者を組み合わせて用いてもよいが、
その配合量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂
全量に対して合わせて20重量%以上とすることが好ま
しく、30重量%以上がより好ましく、50重量%以上
とすることがさらに好ましい。
は、封止用エポキシ樹脂組成物に一般に使用されている
もので特に制限はない。たとえば、フェノール、クレゾ
ール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビ
スフェノールF、フェニルフェノール、アミノフェノー
ル等のフェノール類および/又はα−ナフトール、β−
ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類
とホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアル
デヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下
で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノー
ル樹脂;フェノール類および/又はナフトール類とジメ
トキシパラキシレン又はビス(メトキシメチル)ビフェ
ニルから合成されるフェノール・アラルキル樹脂、ナフ
トール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹
脂;フェノール類および/又はナフトール類とジシクロ
ペンタジエンから共重合により合成される、ジシクロペ
ンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ナフトールノ
ボラック樹脂等のジシクロペンタジエン型フェノール樹
脂;テルペン変性フェノール樹脂;ビフェニル型フェノ
ール樹脂;トリフェニルメタン型フェノール樹脂等が挙
げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わ
せて用いてもよい。
フェノール樹脂が好ましく、耐リフロー性および硬化性
の観点からはアラルキル型フェノール樹脂が好ましく、
低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型フェノー
ル樹脂が好ましく、耐熱性、低膨張率および低そり性の
観点からはトリフェニルメタン型フェノール樹脂が好ま
しく、硬化性の観点からはノボラック型フェノール樹脂
が好ましく、これらのフェノール樹脂の少なくとも1種
を含有していることが好ましい。
とえば下記一般式(IX)で示されるフェノール樹脂等が挙
げられる。
もよく、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素数1
〜10のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポ
キシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシル
基、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数6〜
10のアリール基、および、ベンジル基、フェネチル基
等の炭素数6〜10のアラルキル基から選ばれ、中でも
水素原子とメチル基が好ましい。nは0〜10の整数を
示す。上記一般式(IX)で示されるビフェニル型フェノー
ル樹脂としては、たとえばR 1〜R9が全て水素原子であ
る化合物等が挙げられ、中でも溶融粘度の観点から、n
が1以上の縮合体を50重量%以上含む縮合体の混合物
が好ましい。このような化合物としては、MEH−78
51(明和化成株式会社製商品名)が市販品として入手
可能である。ビフェニル型フェノール樹脂を使用する場
合、その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全
量に対して30重量%以上とすることが好ましく、50
重量%以上がより好ましく、60重量%以上がさらに好
ましい。
とえばフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラ
ルキル樹脂等が挙げられ、下記一般式(X)で示されるフ
ェノール・アラルキル樹脂が好ましく、一般式(X)中の
Rが水素原子で、nの平均値が0〜8であるフェノール
・アラルキル樹脂がより好ましい。具体例としては、p
−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂、m−キシ
リレン型フェノール・アラルキル樹脂等が挙げられる。
これらのアラルキル型フェノール樹脂を用いる場合、そ
の配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対
して30重量%以上とすることが好ましく、50重量%
以上がより好ましい。
は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、nは0〜10
の整数を示す。)
しては、たとえば下記一般式(XI)で示されるフェノール
樹脂等が挙げられる。
0の置換又は非置換の一価の炭化水素基からそれぞれ独
立して選ばれ、nは0〜10の整数を示し、mは0〜6
の整数を示す。) ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂を用いる場合、
その配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に
対して30重量%以上とすることが好ましく、50重量
%以上がより好ましい。
ては、たとえば下記一般式(XII)で示されるフェノール
樹脂等が挙げられる。
は非置換の一価の炭化水素基から選ばれ、nは1〜10
の整数を示す。) トリフェニルメタン型フェノール樹脂を用いる場合、そ
の配合量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対
して30重量%以上とすることが好ましく、50重量%
以上がより好ましい。
とえばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラッ
ク樹脂、ナフトールノボラック樹脂等が挙げられ、中で
もフェノールノボラック樹脂が好ましい。ノボラック型
フェノール樹脂を用いる場合、その配合量は、その性能
を発揮するために硬化剤全量に対して30重量%以上と
することが好ましく、50重量%以上がより好ましい。
ルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェ
ノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂およ
びノボラック型フェノール樹脂は、いずれか1種を単独
で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよいが、そ
の配合量は硬化剤全量に対して合わせて60重量%以上
とすることが好ましく、80重量%以上がより好まし
い。
量比、すなわち、エポキシ樹脂中のエポキシ基数に対す
る硬化剤中の水酸基数の比(硬化剤中の水酸基数/エポ
キシ樹脂中のエポキシ基数)は、特に制限はないが、そ
れぞれの未反応分を少なく抑えるために0.5〜2の範
囲に設定されることが好ましく、0.6〜1.3がより
好ましい。成形性および耐リフロー性に優れる封止用エ
ポキシ樹脂組成物を得るためには0.8〜1.2の範囲
に設定されることがさらに好ましい。
剤は、封止用エポキシ樹脂組成物に一般に使用されてい
るもので特に制限はないが、たとえば、1,8−ジアザ
−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、1,5−ジ
アザ−ビシクロ(4,3,0)ノネン、5、6−ジブチ
ルアミノ−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウ
ンデセン−7等のシクロアミジン化合物およびこれらの
化合物に無水マレイン酸、1,4−ベンゾキノン、2,
5−トルキノン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジメ
チルベンゾキノン、2,6−ジメチルベンゾキノン、
2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノ
ン、2,3−ジメトキシ−1,4−ベンゾキノン、フェ
ニル−1,4−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジアゾ
フェニルメタン、フェノール樹脂等のπ結合をもつ化合
物を付加してなる分子内分極を有する化合物、ベンジル
ジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミ
ノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノ
ール等の3級アミン類およびこれらの誘導体、2−メチ
ルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェ
ニル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール類およ
びこれらの誘導体、トリブチルホスフィン、メチルジフ
ェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス
(4−メチルフェニル)ホスフィン、ジフェニルホスフ
ィン、フェニルホスフィン等のホスフィン化合物および
これらのホスフィン化合物に無水マレイン酸、上記キノ
ン化合物、ジアゾフェニルメタン、フェノール樹脂等の
π結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有する
リン化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニ
ルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボ
レート、2−エチル−4−メチルイミダゾールテトラフ
ェニルボレート、N−メチルモルホリンテトラフェニル
ボレート等のテトラフェニルボロン塩およびこれらの誘
導体等が挙げられ、これらを単独で用いても2種以上を
組み合わせて用いてもよい。中でも、硬化性および流動
性の観点からは、ホスフィン化合物およびホスフィン化
合物とキノン化合物との付加物が好ましく、トリフェニ
ルホスフィン等の第三ホスフィン化合物およびトリフェ
ニルホスフィンとキノン化合物との付加物がより好まし
い。第三ホスフィン化合物を用いる場合にはキノン化合
物をさらに含有することが好ましい。また、保存安定性
の観点からは、シクロアミジン化合物とフェノール樹脂
との付加物が好ましく、ジアザビシクロウンデセンのフ
ェノールノボラック樹脂塩がより好ましい。
促進効果が達成される量であれば特に制限されるもので
はないが、封止用エポキシ樹脂組成物に対して0.00
5〜2重量%が好ましく、0.01〜0.5重量%がよ
り好ましい。0.005重量%未満では短時間での硬化
性に劣る傾向があり、2重量%を超えると硬化速度が速
すぎて良好な成形品を得ることが困難になる傾向があ
る。
剤は、吸湿性、線膨張係数低減、熱伝導性向上および強
度向上のために組成物に配合されるものであり、たとえ
ば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコン、珪
酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、炭
化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリ
ア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタ
イト、スピネル、ムライト、チタニア等の粉体、又はこ
れらを球形化したビーズ、ガラス繊維等が挙げられ、こ
れらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いても
よい。中でも、線膨張係数低減の観点からは溶融シリカ
が、高熱伝導性の観点からはアルミナが好ましく、充填
剤形状は成形時の流動性および金型摩耗性の点から球形
が好ましい。(D)無機充填剤の配合量は、難燃性、成
形性、吸湿性、線膨張係数低減および強度向上の観点か
ら、封止用エポキシ樹脂組成物に対して60重量%以上
が好ましく、70〜95重量%がより好ましく、75〜
92重量%がさらに好ましい。60重量%未満では難燃
性および耐リフロー性が低下する傾向があり、95重量
%を超えると流動性が不足する傾向がある。
水酸化物は難燃剤として作用するもので、本発明の効果
が得られれば特に制限はないが、下記組成式(I)で示
される化合物が好ましい。
し、a、b、c、d、m、nおよびhは正の数を示
す。)
に異なる金属元素であれば特に制限はないが、難燃性の
観点からは、M1とM2が同一とならないようにM1が第
3周期の金属元素、IIA族のアルカリ土類金属元素、IV
B族、IIB族、VIII族、IB族、IIIA族およびIVA族
に属する金属元素から選ばれ、M2がIIIB〜IIB族の遷
移金属元素から選ばれることが好ましく、M1がマグネ
シウム、カルシウム、アルミニウム、スズ、チタン、
鉄、コバルト、ニッケル、銅および亜鉛から選ばれ、M
2が鉄、コバルト、ニッケル、銅および亜鉛から選ばれ
ることがより好ましい。さらに、流動性の観点からは、
M1がマグネシウム、M2が亜鉛又はニッケルであること
が好ましく、M1がマグネシウムでM2が亜鉛であること
がより好ましい。M1 aObおよびM2 cOdのモル比m/n
は本発明の効果が得られれば特に制限はないが、m/n
が99/1〜50/50であることが好ましい。なお、
金属元素とは、半金属元素といわれるものも含めるもの
とし、非金属元素を除く全ての元素をさす。金属元素の
分類は、典型元素をA亜族、遷移元素をB亜族とする長
周期型の周期律表(出典:共立出版株式会社発行「化学
大辞典4」1987年2月15日縮刷版第30刷)に基
いて行った。複合金属水酸化物の市販品としては、例え
ばタテホ化学工業株式会社製商品名エコーマグZ10を
入手できる。
はないが、流動性の観点からは、平板状より、適度の厚
みを有する多面体形状が好ましい。複合金属水酸化物
は、金属水酸化物と比較して多面体状の結晶が得られや
すい。(E)複合金属水酸化物の配合量は特に制限はな
いが、封止用エポキシ樹脂組成物に対して0.5〜20
重量%が好ましく、0.7〜15重量%がより好まし
く、1.4〜12重量%がさらに好ましい。0.5重量
%未満では難燃性が不十分となる傾向があり、20重量
%を超えると流動性および耐リフロー性が低下する傾向
がある。
分子量が4,000以上の直鎖型酸化ポリエチレン(以
下、(F)成分という。)は、離型剤として働くもので
ある。ここで、直鎖型ポリエチレンとは、側鎖アルキル
鎖の炭素数が主鎖アルキル鎖の炭素数の10%程度以下
のポリエチレンをいい、一般的には、針入度が2以下の
ポリエチレンとして分類される。また、酸化ポリエチレ
ンとは、酸価を有するポリエチレンをいう。(F)成分
の重量平均分子量は、離型性の観点から4,000以上
であることが必要で、接着性、金型・パッケージの汚れ
防止の観点からは30,000以下であることが好まし
く、5,000〜20,000がより好ましく、7,0
00〜15,000がさらに好ましい。ここで、重量平
均分子量は、高温GPC(ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィ)で測定した値をいう。また、(F)成分の
酸価は、特に制限はないが、離型性の観点から2〜50
mg/KOHであることが好ましく、10〜35mg/
KOHがより好ましい。
が、(A)エポキシ樹脂に対して0.5〜10重量%が
好ましく、1〜5重量%がより好ましい。配合量が0.
5重量%未満では離型性が低下する傾向にあり、10重
量%を超えると接着性及び金型・パッケージ汚れの改善
効果が不充分となる場合がある。
〜30のα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物
を炭素数5〜25の一価のアルコールでエステル化した
化合物(以下、(G)成分という。)も、離型剤として
働くもので、(F)成分の直鎖型酸化ポリエチレンおよ
び(A)成分のエポキシ樹脂のいずれとも相溶性が高
く、接着性の低下や金型・パッケージ汚れを防ぐ効果が
ある。
α−オレフィンとしては、特に制限はないが、たとえ
ば、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オ
クテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ド
デセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタ
デセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オク
タデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、1−ドコセ
ン、1−トリコセン、1−テトラコセン、1−ペンタコセ
ン、1−ヘキサコセン、1−ヘプタコセン等の直鎖型α−
オレフィン、3−メチル−1−ブテン、3,4−ジメチ
ル−ペンテン、3−メチル−1−ノネン、3,4−ジメ
チル−オクテン、3−エチル−1−ドデセン、4−メチ
ル−5−エチル−1−オクタデセン、3,4,5−トリ
エチル−1−1−エイコセン等の分岐型α−オレフィン
等が挙げられ、これらを単独で用いても2種以上を組み
合わせて用いてもよい。中でも炭素数10〜25の直鎖
型α−オレフィンが好ましく、1−エイコセン、1−ドコ
セン、1−トリコセン等の炭素数15〜25の直鎖型α
−オレフィンがより好ましい。
一価のアルコールとしては、特に制限はないが、たとえ
ば、アミルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシ
ルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコー
ル、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシルア
ルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコー
ル、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペ
ンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシ
ルアルコール、ステアリルアルコール、ノナデシルアル
コール、エイコシルアルコール等の直鎖型または分岐型
の脂肪族飽和アルコール、ヘキセノール、2−ヘキセン
−1−オール、1−ヘキセン−3−オール、ペンテノー
ル、2−メチル−1−ペンテノール等の直鎖型または分
岐型の脂肪族不飽和アルコール、シクロペンタノール、
シクロヘキサノール等の脂環式アルコール、ベンジルア
ルコール、シンナミルアルコール等の芳香族アルコー
ル、フルフリルアルコール等の複素環式アルコール等が
挙げられ、これらを単独で用いても2種以上を組み合わ
せて用いてもよい。中でも炭素数10〜20の直鎖型ア
ルコールが好ましく、炭素数15〜20の直鎖型脂肪族
飽和アルコールがより好ましい。
0のα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物は、
特に制限はないが、たとえば、下記一般式(XIII)で示
される化合物、下記一般式(XIV)で示される化合物等
が挙げられ、市販品としては、1−エイコセン、1−ド
コセンおよび1−トリコセンを原料としたニッサンエレ
クトールWPB−1(日本油脂株式会社製商品名)が入
手可能である。
8の一価の脂肪族炭化水素基から選ばれ、nは1以上の
整数、mは正の数を示す。)上記一般式(XIII)および
(XIV)中のmは、無水マレイン酸1モルに対しα−オ
レフィンを何モル共重合させたかを示し、特に制限はな
いが、0.5〜10が好ましく、0.9〜1.1がより
好ましい。
は、特に制限はなく、一般的な共重合法を用いることが
できる。反応には、α−オレフィンと無水マレイン酸が
可溶な有機溶媒等を用いてもよい。有機溶媒としては特
に制限はないが、トルエンが好ましく、アルコール系溶
媒、エーテル系溶媒、アミン系溶媒等も使用できる。反
応温度は、使用する有機溶媒の種類によっても異なる
が、反応性、生産性の観点から、50〜200℃とする
ことが好ましく、80〜120℃がより好ましい。反応
時間は、共重合物が得られれば特に制限はないが、生産
性の観点から1〜30時間とするのが好ましく、2〜1
5時間とするのがより好ましく、4〜10時間とするの
がさらに好ましい。反応終了後、必要に応じて、加熱減
圧下等で未反応分、溶媒等を除去することができる。そ
の条件は、温度を100〜220℃、より好ましくは1
20〜180℃、圧力を13.3×103Pa以下、よ
り好ましくは8×103Pa以下、時間を0.5〜10
時間とすることが好ましい。また、反応には、必要に応
じてアミン系触媒、酸触媒等の反応触媒を加えてもよ
い。反応系のpHは、1〜10程度とするのが好まし
い。
一価のアルコールでエステル化する方法としては、特に
制限はなく、共重合物に一価のアルコールを付加反応さ
せる等の一般的な方法を用いることができる。共重合物
と一価のアルコールの反応モル比は、特に制限はなく、
任意に設定可能であるが、この反応モル比を調整するこ
とによって親水性の度合いをコントロールすることがで
きるので、目的の封止用エポキシ樹脂組成物に合わせて
適宜設定することが好ましい。反応には、共重合物が可
溶な有機溶媒等を用いてもよい。有機溶媒としては特に
制限はないが、トルエンが好ましく、アルコール系溶
媒、エーテル系溶媒、アミン系溶媒等も使用できる。反
応温度は、使用する有機溶媒の種類によっても異なる
が、反応性、生産性の観点から、50〜200℃とする
ことが好ましく、80〜120℃がより好ましい。反応
時間は、特に制限はないが、生産性の観点から1〜30
時間とするのが好ましく、2〜15時間とするのがより
好ましく、4〜10時間とするのがさらに好ましい。反
応終了後、必要に応じて、加熱減圧下等で未反応分、溶
媒等を除去することができる。その条件は、温度を10
0〜220℃、より好ましくは120〜180℃、圧力
を13.3×103Pa以下、より好ましくは8×103
Pa以下、時間を0.5〜10時間とすることが好まし
い。また、反応には、必要に応じてアミン系触媒、酸触
媒等の反応触媒を加えてもよい。反応系のpHは、1〜
10程度とするのが好ましい。
ン酸との共重合物を一価のアルコールでエステル化した
化合物としては、たとえば、下記の式(a)または
(b)で示されるジエステル、および式(c)〜(f)
で示されるモノエステルから選ばれる1種以上を繰り返
し単位として構造中に含む化合物等が挙げられ、式
(g)または(h)で示されるノンエステルを含んでい
てもよい。このような化合物としては、(1)主鎖骨格
が式(a)〜(f)のいずれか1種単独で構成されるも
の、(2)主鎖骨格中に式(a)〜(f)のいずれか2
種以上をランダムに含むもの、規則的に含むもの、ブロ
ック状に含むもの、(3)主鎖骨格中に式(a)〜
(f)のいずれか1種または2種以上と式(g)および
(h)の少なくとも一方とをランダムに含むもの、規則
的に含むもの、ブロック状に含むもの、等が挙げられ、
これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いて
もよい。また、(4)主鎖骨格中に式(g)および
(h)をランダムに含むもの、規則的に含むもの、ブロ
ック状に含むもの、と(5)主鎖骨格が式(g)または
(h)のいずれか単独で構成されるもの、との、いずれ
かまたは両方を含んでいてもよい。
価の脂肪族炭化水素基、R2は炭素数5〜25の一価の
炭化水素基から選ばれ、mは正の数を示す。)上記式
(a)〜(h)中のmは、無水マレイン酸1モルに対し
α−オレフィンを何モル共重合させたかを示し、特に制
限はないが、0.5〜10が好ましく、0.9〜1.1
がより好ましい。
成分との組み合わせにより適宜選択可能であるが、離型
性の観点から20%以上とすることが好ましく、(G)
成分としては式(c)〜(f)で示されるモノエステル
のいずれか1種または2種以上を併せて20モル%以上
含む化合物が好ましく、30モル%以上含む化合物がよ
り好ましい。また、(G)成分の重量平均分子量は、金
型・パッケージ汚れ防止及び成形性の観点から5,00
0〜100,000とすることが好ましく、10,00
0〜70,000がより好ましく、15,000〜5
0,000がさらに好ましい。重量平均分子量が5,0
00未満では金型・パッケージ汚れを防ぐ効果が低い傾
向にあり、100,000を超えると化合物の軟化点が
上昇し、混練性等に劣る傾向がある。ここで、重量平均
分子量は、GPCで測定した値をいう。
が、(A)エポキシ樹脂に対して0.5〜10重量%が
好ましく、1〜5重量%がより好ましい。配合量が0.
5重量%未満では離型性が低下する傾向にあり、10重
量%を超えると耐リフロー性が低下する傾向にある。
点から、本発明における離型剤である(F)成分および
(G)成分の少なくとも一方は、本発明のエポキシ樹脂
組成物の調製時に(A)成分のエポキシ樹脂の一部また
は全部と予備混合することが好ましい。(F)成分およ
び(G)成分の少なくとも一方を(A)成分と予備混合
すると、これらのベース樹脂中での分散性が上がり、耐
リフロー性の低下や金型・パッケージ汚れを防ぐ効果が
ある。予備混合の方法は、特に制限するものではなく、
(F)成分および(G)成分の少なくとも一方が(A)
成分のエポキシ樹脂中に分散されればいかなる方法を用
いてもよいが、たとえば、室温〜220℃で0.5〜2
0時間撹拌する等の方法が挙げられる。分散性、生産性
の観点からは、温度を100〜200℃、より好ましく
は150〜170℃、撹拌時間を1〜10時間、より好
ましくは3〜6時間とすることが好ましい。予備混合す
るための(F)成分および(G)成分の少なくとも一方
は、(A)成分の全量と予備混合してもよいが、一部と
予備混合することでも十分な効果が得られる。その場
合、予備混合する(A)成分の量は、(A)成分の全量
の10〜50重量%とすることが好ましい。また、
(F)成分と(G)成分とのいずれか一方を(A)成分
と予備混合することで、分散性向上の効果が得られる
が、(F)成分および(G)成分の両方を(A)成分と
予備混合した方がより効果が高く好ましい。予備混合す
る場合の3成分の添加順序は、特に制限はなく、全てを
同時に添加混合しても、(F)成分と(G)成分とのい
ずれか一方を先に(A)成分と添加混合し、その後残り
の成分を添加混合してもよい。
上記必須成分の他、以下のような成分を含むことができ
る。
知のノンハロゲン、ノンアンチモンの難燃剤を必要に応
じて配合することができる。たとえば、赤リン、リン酸
エステル等のリン含有化合物、メラミン、メラミン誘導
体、メラミン変性フェノール樹脂、トリアジン環を有す
る化合物、シアヌル酸誘導体、イソシアヌル酸誘導体等
の窒素含有化合物、シクロホスファゼン等のリンおよび
窒素含有化合物、酸化亜鉛、錫酸亜鉛、硼酸亜鉛、酸化
鉄、酸化モリブデン、モリブデン酸亜鉛、ジシクロペン
タジエニル鉄等の金属元素を含む化合物等が挙げられ、
これらの1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて
用いてもよい。
て、従来公知の離型剤を必要に応じて配合することがで
きる。たとえば、カルナバワックス、モンタン酸、ステ
アリン酸、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、モンタン酸
エステル等のエステル系ワックス、ポリエチレン、酸化
ポリエチレン等の酸化型または非酸化型のポリオレフィ
ン系ワックス等が挙げられ、これらの1種を単独で用い
ても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
IC等の半導体素子の耐湿性および高温放置特性を向上
させる観点から、必要に応じてイオントラップ剤をさら
に配合することができる。イオントラップ剤としては特
に制限はなく、従来公知のものを用いることができる
が、たとえば、ハイドロタルサイト類や、マグネシウ
ム、アルミニウム、チタン、ジルコニウムおよびビスマ
スから選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これら
を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよ
い。中でも、下記組成式(XV)で示されるハイドロタルサ
イトが好ましい。
オンを捕捉できる十分量であれば特に制限はないが、成
形性、耐湿性および高温放置特性の観点から、(A)エ
ポキシ樹脂に対して0.1〜30重量%が好ましく、
0.5〜10重量%がより好ましく、1〜5重量%がさ
らに好ましい。
には、樹脂成分と無機充填剤との接着性を高めるため
に、必要に応じて、エポキシシラン、メルカプトシラ
ン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、
ビニルシラン等の各種シラン系化合物、チタン系化合
物、アルミニウムキレート類、アルミニウム/ジルコニ
ウム系化合物等の公知のカップリング剤を添加すること
ができる。カップリング剤の配合量は、(D)成分の無
機充填剤に対して0.05〜5重量%であることが好ま
しく、0.1〜2.5重量%がより好ましい。0.05
重量%未満ではフレームとの接着性が低下する傾向があ
り、5重量%を超えるとパッケージの成形性が低下する
傾向がある。
トリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エ
ポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリ
アセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ
-アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ-アニリノプ
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−[ビス(β−ヒド
ロキシエチル)]アミノプロピルトリエトキシシラン、
N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、γ−(β−アミノエチル)アミノプロピ
ルジメトキシメチルシラン、N−(トリメトキシシリル
プロピル)エチレンジアミン、N−(ジメトキシメチル
シリルイソプロピル)エチレンジアミン、メチルトリメ
トキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリ
エトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノ
エチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジ
シラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルメチルジメトキシシラン等のシラン系カップリン
グ剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、
イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)
チタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル−ア
ミノエチル)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリ
デシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジ
アリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシ
ル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロ
ホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジ
オクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イ
ソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピル
ジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピ
ルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプ
ロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプ
ロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イ
ソプロピルトリクミルフェニルチタネート、テトライソ
プロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート等
のチタネート系カップリング剤等が挙げられ、これらを
単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
物には、その他の添加剤として、カーボンブラック等の
着色剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム粉末等の応
力緩和剤等を必要に応じて配合することができる。
種原材料を均一に分散混合できるのであれば、いかなる
手法を用いても調製できるが、一般的な手法として、所
定の配合量の原材料をミキサー等によって十分混合した
後、ミキシングロール、押出機等によって溶融混練した
後、冷却、粉砕する方法を挙げることができる。上記し
たように(F)成分または(G)成分のいずれか一方を
(A)成分と予備混合する場合の手法は、特に制限はな
く、室温下でミキサー等を用いて混合しても、溶融混合
してもよい。離型性の観点からは(A)成分の硬化点以
上の温度で溶融混合することが好ましい。また、成形条
件に合うような寸法および重量でタブレット化すると使
いやすい。
物により封止した素子を備えた本発明の電子部品装置と
しては、リードフレーム、配線済みのテープキャリア、
配線板、ガラス、シリコンウエハ等の支持部材に、半導
体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の
能動素子、コンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子等
の素子を搭載し、必要な部分を本発明の封止用エポキシ
樹脂組成物で封止した、電子部品装置等が挙げられる。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を用いて素子を封止
する方法としては、低圧トランスファ成形法が最も一般
的であるが、インジェクション成形法、圧縮成形法等を
用いてもよい。
は、リードフレーム上に半導体素子を固定し、ボンディ
ングパッド等の素子の端子部とリード部をワイヤボンデ
ィングやバンプで接続した後、本発明の封止用エポキシ
樹脂組成物を用いてトランスファ成形等により封止して
なる、DIP(Dual Inline Package)、PLCC(Pla
stic Leaded Chip Carrier)、QFP(Quad Flat Pack
age)、SOP(SmallOutline Package)、SOJ(Sma
ll Outline J-lead package)、TSOP(Thin Small
Outline Package)、TQFP(Thin Quad Flat Packag
e)等の一般的な樹脂封止型IC;テープキャリアにバ
ンプで接続した半導体チップを、本発明の封止用エポキ
シ樹脂組成物で封止したTCP(Tape Carrier Packag
e);配線板やガラス上に形成した配線に、ワイヤボン
ディング、フリップチップボンディング、はんだ等で接
続した半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイ
リスタ等の能動素子および/又はコンデンサ、抵抗体、
コイル等の受動素子を、本発明の封止用エポキシ樹脂組
成物で封止したCOB(Chip On Board)モジュール;
ハイブリッドIC;マルチチップモジュール;裏面に配
線板接続用の端子を形成した有機基板の表面に素子を搭
載し、バンプまたはワイヤボンディングにより素子と有
機基板に形成された配線を接続した後、本発明の封止用
エポキシ樹脂組成物で素子を封止したBGA(Ball Gri
d Array);CSP(Chip Size Package)等が挙げられ
る。また、プリント回路板にも本発明の封止用エポキシ
樹脂組成物は有効に使用できる。
明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
レイン酸との共重合物として1−エイコセン、1−ドコ
センおよび1−トリコセンの混合物と無水マレイン酸と
の共重合物(日本油脂株式会社製商品名ニッサンエレク
トールWPB−1)、一価のアルコールとしてステアリ
ルアルコールを用い、これらをトルエンに溶解して10
0℃で8時間反応させた後、160℃まで段階的に昇温
しながらトルエンを除去し、さらに減圧下160℃で6
時間反応させて未反応分を除去し、重量平均分子量3
4,000、モノエステル化率70モル%のエステル化
化合物((G)成分:離型剤5)を得た。別に、α−オ
レフィンと無水マレイン酸との共重合物としてプロピレ
ンと無水マレイン酸との共重合物(共重合比1/1)を
用いた以外は上記と同様にして、重量平均分子量23,
000、モノエステル化率70モル%のエステル化化合
物(離型剤6)を得た。また、一価のアルコールとして
プロピルアルコールを用いた以外は上記と同様にして、
重量平均分子量20,000、モノエステル化率30モ
ル%のエステル化化合物(離型剤7)を得た。ここで、
重量平均分子量は、溶媒としてTHF(テトラヒドロフ
ラン)を用いてGPCで測定した値である。
エポキシ樹脂としてエポキシ当量192、融点105℃
のビフェニル型エポキシ樹脂(エポキシ樹脂1:油化シ
ェルエポキシ株式会社製商品名エピコートYX−400
0H)、エポキシ当量210、軟化点130℃のスチル
ベン型エポキシ樹脂(エポキシ樹脂2:住友化学工業株
式会社製商品名ESLV−210)、エポキシ当量19
5、軟化点65℃のo−クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂(エポキシ樹脂3:住友化学工業株式会社製商品
名ESCN−190)、エポキシ当量244、融点11
8℃の硫黄原子含有エポキシ樹脂(エポキシ樹脂4:新
日鐵化学株式会社製商品名YSLV−120TE)を用
意した。(B)硬化剤として水酸基当量172、軟化点
70℃のフェノール・アラルキル樹脂(硬化剤1:三井
化学株式会社製商品名ミレックスXL−225)、水酸
基当量199、軟化点80℃のビフェニル型フェノール
樹脂(硬化剤2:明和化成株式会社製商品名MEH−7
851)を用意した。(C)硬化促進剤としてトリフェ
ニルホスフィンと1,4−ベンゾキノンとの付加物を、
(D)無機充填剤として平均粒子径17.5μm、比表
面積3.8m 2/gの球状溶融シリカを用意した。難燃
剤として作用する(E)複合金属水酸化物として、下記
組成式(I)中のM1がマグネシウム、M2が亜鉛で、m
が7、nが3、hが10で、a、b、cおよびdがいず
れも1である複合金属水酸化物(タテホ化学工業株式会
社製商品名エコーマグZ10)を用意した。
し、a、b、c、d、m、nおよびhは正の数を示
す。) また、離型剤として重量平均分子量8,800、針入度
1、酸価30mg/KOHの直鎖型酸化ポリエチレン
((F)成分:離型剤1:クラリアント社製商品名PE
D153)、重量平均分子量3,600、針入度1、酸
価15mg/KOHの直鎖型酸化ポリエチレン(離型剤
2:クラリアント社製商品名PED121)、重量平均
分子量3,100、針入度5、酸価25mg/KOHの
分岐型酸化ポリエチレン(離型剤3:クラリアント社製
商品名PED522)、重量平均分子量12,000、
針入度1の直鎖型非酸化ポリエチレン(離型剤4:クラ
リアント社製商品名PED190)、および上記合成例
で得られた離型剤5〜7を用意した。ここで、離型剤1
〜4の重量平均分子量は、溶媒としてオルソジクロロベ
ンゼンを用いて140℃で測定した、高温GPCによる
測定値である。
ム、三酸化アンチモンおよびエポキシ当量375、軟化
点80℃、臭素含量48重量%のビスフェノールA型ブ
ロム化エポキシ樹脂(住友化学工業株式会社製商品名E
SB−400T)、その他の離型剤としてモンタン酸エ
ステル(クラリアント社製商品名Hoechst−Wa
x E)、その他の添加剤としてエポキシシランカップ
リング剤(信越化学工業株式会社製商品名KBM40
3)およびカーボンブラック(三菱化学株式会社製商品
名MA−100)を用意した。これらをそれぞれ表1に
示す重量部で配合し、混練温度80℃、混練時間10分
の条件でロール混練を行い、実施例1〜4および比較例
1〜10の封止用エポキシ樹脂組成物を作製した。な
お、エポキシ樹脂と各離型剤は、ロール混練前に170
℃、6時間の条件で予備混合して用いた。
ポキシ樹脂組成物を、次の各試験により評価した。結果
を表2に示す。なお、封止用エポキシ樹脂組成物の成形
は、トランスファ成形機により、金型温度180℃、成
形圧力6.9MPa、硬化時間90秒の条件で行った。
また、後硬化は180℃で5時間行った。
封止用エポキシ樹脂組成物を上記条件で成形して後硬化
を行い、UL−94試験法に従って難燃性を評価した。 (2)スパイラルフロー EMMI−1−66に準じたスパイラルフロー測定用金
型を用いて、封止用エポキシ樹脂組成物を上記条件で成
形し、流動距離を求めた。 (3)熱時硬度 封止用エポキシ樹脂組成物を上記条件で直径50mm×
厚さ3mmの円板に成形し、成形後直ちに金型内の成形
品をショアD型硬度計を用いて測定した。
きステンレス板を挿入し、この上に直径20mmの円板
を成形する金型を用いて、封止用エポキシ樹脂組成物を
上記条件で成形し、成形後直ちに該ステンレス板を引き
抜いて最大引き抜き力を記録した。これを同一のステン
レス板に対して連続で10回繰り返し、2回目から10
回目までの引き抜き力の平均値を求めて評価した。
載した外形寸法20mm×14mm×2mmの80ピン
フラットパッケージ(QFP)を、封止用エポキシ樹脂
組成物を用いて上記条件で成形、後硬化して作製し、8
5℃、85%RHの条件で加湿して所定時間毎に240
℃、10秒の条件でリフロー処理を行い、クラックの有
無を観察し、試験パッケージ数(5)に対するクラック
発生パッケージ数で評価した。
ミ配線を施した6mm×6mm×0.4mmのテスト用
シリコーンチップを搭載した外形寸法20mm×14m
m×2.7mmの80ピンフラットパッケージ(QF
P)を、封止用エポキシ樹脂組成物を用いて上記条件で
成形、後硬化して作製し、前処理を行った後、加湿して
所定時間毎にアルミ配線腐食による断線不良を調べ、試
験パッケージ数(10)に対する不良パッケージ数で評
価した。なお、前処理は85℃、85%RH、72時間
の条件でフラットパッケージを加湿後、215℃、90
秒間のベーパーフェーズリフロー処理を行った。その後
の加湿は0.2MPa、121℃の条件で行った。
ミ配線を施した5mm×9mm×0.4mmのテスト用
シリコーンチップを、部分銀メッキを施した42アロイ
のリードフレーム上に銀ペーストを用いて搭載し、サー
モニック型ワイヤボンダにより、200℃でチップのボ
ンディングパッドとインナリードをAu線にて接続した
16ピン型DIP(Dual Inline Package)を、封止用
エポキシ樹脂組成物を用いて上記条件で成形、後硬化し
て作製して、200℃の高温槽中に保管し、所定時間毎
に取り出して導通試験を行い、試験パッケージ数(1
0)に対する導通不良パッケージ数で、高温放置特性を
評価した。
(F)重量平均分子量が4,000以上の直鎖型酸化ポ
リエチレン、および(G)炭素数5〜30のα−オレフ
ィンと無水マレイン酸との共重合物を炭素数5〜25の
一価のアルコールでエステル化した化合物、のいずれか
を含まない比較例1〜9では、せん断離形性に劣り、本
発明の目的を満足しない。また、ブロム化エポキシ樹脂
およびアンチモン化合物を含んだ比較例10では、耐湿
性および高温放置特性に劣る。これに対して、本発明の
(A)〜(G)成分を全て含む実施例1〜4では、せん
断離形性、耐湿性および高温放置特性のいずれも良好で
あり、かつ、UL-94試験でV−0を達成し難燃性に
も優れる。また、スパイラルフロー、熱時硬度、耐リフ
ロー性にも問題がない。
は実施例で示したようにノンハロゲンかつノンアンチモ
ンで難燃化を達成でき、これを用いてIC、LSI等の
電子部品を封止すれば成形性が良好であり、耐リフロー
性、耐湿性および高温放置特性等の信頼性にも優れた製
品を得ることができ、その工業的価値は大である。
Claims (10)
- 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、
(C)硬化促進剤、(D)無機充填剤、(E)複合金属
水酸化物、(F)重量平均分子量が4,000以上の直
鎖型酸化ポリエチレン、および(G)炭素数5〜30の
α−オレフィンと無水マレイン酸との共重合物を炭素数
5〜25の一価のアルコールでエステル化した化合物を
必須成分とする封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項2】 (F)成分および(G)成分の少なくと
も一方が、(A)成分の一部または全部と予備混合され
てなる請求項1記載の封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項3】 (E)複合金属水酸化物が下記組成式
(I)で示される化合物である請求項1、2いずれかに
記載の封止用エポキシ樹脂組成物。 【化1】 m(M1 aOb)・n(M2 cOd)・h(H2O) (I) (ここで、M1およびM2は互いに異なる金属元素を示
し、a、b、c、d、m、nおよびhは正の数を示
す。) - 【請求項4】 組成式(I)中のM1が第3周期の金属元
素、IIA族のアルカリ土類金属元素、IVB族、IIB族、
VIII族、IB族、IIIA族およびIVA族に属する金属元
素から選ばれ、M2がIIIB〜IIB族の遷移金属元素から
選ばれる請求項3記載の封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項5】 組成式(I)中のM1がマグネシウム、カ
ルシウム、アルミニウム、スズ、チタン、鉄、コバル
ト、ニッケル、銅および亜鉛から選ばれ、M2が鉄、コ
バルト、ニッケル、銅および亜鉛から選ばれる請求項4
記載の封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項6】 組成式(I)中のM1がマグネシウムで、
M2が亜鉛又はニッケルである請求項5記載の封止用エ
ポキシ樹脂組成物。 - 【請求項7】 組成式(I)中のM1 aObおよびM2 cOd
のモル比m/nが99/1〜50/50である請求項3
〜6のいずれかに記載の封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項8】 (A)エポキシ樹脂がビフェニル型エポ
キシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エ
ポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペン
タジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂お
よびトリフェニルメタン型エポキシ樹脂の少なくとも1
種を含有する請求項1〜7のいずれかに記載の封止用エ
ポキシ樹脂組成物。 - 【請求項9】 (B)硬化剤がビフェニル型フェノール
樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジ
エン型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノー
ル樹脂およびノボラック型フェノール樹脂の少なくとも
1種を含有する請求項1〜8のいずれかに記載の封止用
エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の封止
用エポキシ樹脂組成物で封止された素子を備えた電子部
品装置。
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