JPH01152151A - 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） 本発明は、耐半田ストレス性に優れた、電子部品等の封
止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。

（従来技術） 従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子部
品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特に集積回路では
耐熱性、耐湿性に優れたＯ−クレゾールノボラックエポ
キシ樹脂をノボラック型フェノール樹脂で硬化させたエ
ポキシ樹脂が用いられている。

ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチップがだん
だん大型化し、かつパッケージは従来のＤＩＰタイプか
ら表面実装化された小型、薄型のフラットパッケージ、
ＳＯＰ、ＳＯＪ、ＰＬＣＣに変わってきている。

即ち大型チップをコンパクトで薄いパッケージに封入す
ることになり、応力によるクラック発生、これらのクラ
ックによる耐湿性の低下等の問題が大きくクローズアッ
プされてきている。

特に半田づけの工程において急激に２００℃以上の高温
にさらされることによりパッケージの割れや樹脂とチッ
プの剥離により耐湿性が劣化してしまうといった問題点
がでてきている。

これらの大型チップを封止するのに適した、信頼性の高
い封止用樹脂酸物の開発が望まれてきている。

（発明の目的） 本発明の目的とするところは、半田熱ストレスによるク
ラック発生をおさえ、耐湿性に優れた信頼性の高い封止
用樹脂組成物を提供するにある。

（発明の構成） 本発明は電子部品等の封止用エポキシ樹脂組成物におい
て充填剤として平均粒径が５〜４０μｍであり見掛は密
度が０．１〜０　、６　ｇ／ｃｃであり、かつ比表面積
が５〜２０ｍ２７ｇである多孔質のシリカ粉末を充填剤
量の１０〜１００重量％のものを用いることを特徴とす
るエポキシ樹脂組成物に関するものである。

本発明のエポキシ樹脂組成物は従来の封止用樹脂組成物
に比べて非常に優れた耐半田熱ストレス性を有したもの
である。

本発明に用いるエポキシ樹脂としては、その分子中にエ
ポキシ基をすくなくとも２個以上有する化合物であれば
分子構造、分子量などは特に制限はなく、一般に封止用
材料として使用されているものであり、例えばノボラッ
ク系エポキシ樹脂、ビスフェノール型の芳香族系、シク
ロヘキサン誘導体の脂環式系、更には多官能系、シリコ
ン変性樹脂系があげられ、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られる。

又硬化剤としてはノボラック型フェノール樹脂系および
これらの変性樹脂であり、例えばフェノールノボラック
、０−クレゾールノボラックの他アルキル変性したフェ
ノールノボラック樹脂等があげられ、これらは単独もし
くは２種以上混合して使用しても差し支えがない。

エポキシ樹脂と硬化剤の配合比はエポキシ樹脂のエポキ
シ基と硬化剤の水酸基との当量比が０．５〜５の範囲内
に有ることが望ましい。

当量比が０．５未満又は５を越えたものは耐湿性、成形
作業性及び硬化物の電気特性が悪くなるので好ましくな
い。

本発明に使用される硬化促進剤はエポキシ基とフェノー
ル性水酸基との反応を促進するものであれン ばよく、一般に封止用材料に使用されているものを広く
使用態ることができ、例えばジアザビシクロウンデセン
（ＤＢＵ）、）リフェニルホスフィン（ＴＰＰ）、ジメ
チルベンジルアミン（ＢＤＭＡ）や２メチルイミダゾー
ル（２ＭＺ）等が単独もしくは２種以上混合して用いら
れる。

本発明に用いられる充填剤としては、平均粒径が５〜４
０μｍであり、見掛は密度が０．１〜０．６ｇ／ｃｃで
あり、かつ比表面積が５〜２０ｍ２／ｇである多孔質シ
リカ粉末を、使用する充填剤量の１０〜１００重量％の
範囲で使用する。

多孔質シリカ粉末は、その平均粒径が５μｍ未満、又は
４０μｍを越えると流動性が低下し、いずれの場合も好
ましくない。

又見掛は密度が０　、６　ｇ／ｃｃを越えると半田熱ス
トレスによるクラックが発生し易くなり、耐湿性が低下
してしまい好ましくない。

さらに比表面積が５　ｍ２／ｇ未満であると半田づけ工
程でクラックが発生し易く、耐湿性が低下してしまう。

又２０ｍ２／ｇ以上となれば流動性がいちぢるしく低下
してしまい好ましくない。

さらに多孔質シリカ粉末が、使用充填剤の量の１０重量
％以下であれば半田づけ工程でクラックが発生しやすく
なり、耐湿性が低下し、その目的とする特性が得なれな
い。

これらの充填剤は全体として樹脂組成物の５０〜９０重
量％配合する事が望ましい。その配合量が５０％未満で
あれば耐熱性、機械的特性および耐湿性が劣り、９０％
以上であれば流動性が低下し、成形性が悪くなり実用に
は適さない。

又、多孔質シリカ粉末以外の充填剤としては通常のシリ
カ粉末やアルミナ等があげられ、とくに熔融シリカ粉末
が好ましい。

本発明の封止用エポキシ樹脂組成物はエポキシ樹脂、硬
化剤、硬化促進剤及び多孔質シリカ粉末充填剤を必須成
分とするが、これ以外に必要に応じてシランカップリン
グ剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、ヘキ
サブロムベンゼン等の難燃剤、カーボンブラック、ベン
ガラ等の着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型
剤及びシリコンオイル、ゴム等の低応力添加剤等の種々
の添加剤を適宜配合しても差し支え゛がない。

又、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材料とし
て製造するには、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、
充填剤、その他の添加剤をミキサー等にようて十分に均
一に混合した後、さらに熱ロールまたはニーダ−等で熔
融混練し、冷却後粉砕して成形材料とすることができる
。これらの成形材料は電子部品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。

（発明の効果） 本発明のエポキシ樹脂組成物は半田づけ工程による急激
な温度変化による熱ストレスを受けたときの耐クラツク
性に非常に優れ、耐湿性の良い組成物であり、電子、電
気部品の封止用、被覆用、絶縁用等に用いた場合、特に
表面実装パッケージに搭載された高集積大型チップＩＣ
において信頼性が非常に高い製品を得ることができる。

（実施例） 実施例１ ０−クレゾールノボラックエポキシ樹脂（軟化点６５℃
、エポキシ当量２００）１００重量部 フェノールノボラック樹脂　　　５０重量部トリフェニ
ルホスフィン　　　　　１重量部三酸化アンチモン粉末
　　　　　１８重量部カルナバワックス　　　　　　　
　２重量部カーボンブラック　　　　　　　　２重量部
熔融シリカ粉末　　　　　　　３２８重量部多孔質シリ
カ粉末　　　（平均粒径１５μｍ、見掛は密度０　、３
　Ｂ７ｃｃ、比表面積７　ｍ２／ｇ）４３重量部 γ−グリシドメトキシシラン　　　３重量部をリボンブ
レンダーで常温で混合し、７０〜１００℃で２軸ロール
により混練し、冷却後粉砕し成形材料とした。

得られた成形材料をタブレット化し、低圧トランスファ
ー成形機にて１７５°Ｃ１７０ｋｇ／ｃｍ２．１２０秒
の条件で半田クラック試験用として６Ｘ６ｍｍのチップ
を５２ｐパツケージに封止し、又半田耐湿性試験用とし
て３Ｘ６ｍｍのチップを１６ｐＳＯＰパツケージに封止
しな。

封止したテスト用素子について下記の半田クラック試験
及び半田耐湿性試験をおこなった。

半田クラック試験：封止したテスト用素子を８５℃、８
５１ＲＨの環境下で２４ｔｌｒおよび４８Ｈｒ処理し、
その後２６０℃の半田槽に１０秒間浸漬後顕微鏡で外部
クラックを観察した。

半田耐湿性試験：封止したテスト用素子を８５°Ｃ１８
５％ＲＨの環境下で７２Ｈｒ処理し、その後２６０℃の
半田槽に１０秒間浸浸漬後レッシャークツカー試験（１
２５℃、１００＄Ｒ）りを行い回路のオープン不良を測
定した。

試験結果を第１表に示す。

実施例２〜４ 第１表の処方に従って配合し、実施例１と同様にして成
形材料を得て、この成形材料で試験用の封止したものを
得た。この成形材料を用いて実施例１と同様にテスト用
素子を封止して半田クラ・ンク試験及び半田耐湿性試験
を行った。

試験結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例１において充填剤をすべて熔融シリカとした以外
はすべて実施例１と同様にし試験を行った結果を第１表
に示す。

比較例２ 実施例４の充填剤を総て熔融シリカとし、あとは実施例
４と同様にし、試験を行った結果を第１表に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び充填剤からなる
   エポキシ樹脂組成物において、平均粒径が５〜４０μｍ
   、見掛け密度が０．１〜０．６ｇ／ｃｃであり、かつ比
   表面積が５〜２０ｍ＾２／ｇである多孔質のシリカ粉末
   を１０〜１００重量％含む充填剤を用いることを特徴と
   するエポキシ樹脂組成物。