JPH01249854A - 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１ （産業上の利用分野） 本発明は、低応力特性、耐湿性、成形性に優れた、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。

（従来の技術） 従来からダイオード、トランジスタ、集積回路なＳの電
子部品では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・ツク型フ
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刺止材料と
して広く用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） 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、素子の信頼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
の錫基サイクルテストを行うと、ボンディングワイヤー
のオープン、樹脂クラック、ペ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、そのため低
応力特性にバラツキが生ずるという欠点があった。　更
にシリコーン系化合物を添加して低応力化を図ることも
行われているが、金型汚れや離型性等、成形性が悪化す
るという欠点があった。

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、成形性、錫基
サイクル性に優れ、かつ従来のエポキシ樹脂組成物の特
性を保持した信頼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、ノボラック型フェノール樹脂に対して反応性
を有するシリコーン化合物を加熱反応分散させ、更に吸
油性を有する化合物を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、耐湿性、成形
性に優れた樹脂組成物が得られることを見いだし、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に、（Ｂ）反応性を有す
るシリコーン化合物を均一に分散させ、更に、（Ｃ）吸
油性を有する化合物を分散混合した樹脂［（Ａ）　＋（
Ｂ）＋　（Ｃ）　］、（Ｄ）エポキシ樹脂および（Ｅ）
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、（
Ｂ）反応性を有するシリコーン化合物を加えて加熱反応
均一に分散しな後、（Ｃ）吸油・注を有する化合物を分
散混合した樹脂［（Ａ）＋　（Ｂ）＋（Ｃ）］と、（Ｄ
）エポキシ樹脂とを粉砕し、次いで（Ｅ）無機質充填剤
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ホルムアルデヒドを
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８ｊ脂、例えばエポキシ化もしくはブチ
ル化ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられ、これら
の樹脂は単独もしくは２種以上の混合物として使用する
。

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（ｄ　）とノボラック型フェノー
ル樹脂のフェノール性水酸基（ａ　）との当量比［（（
ｄ）／（ａ）コが０．１〜１０の範囲内にあることが望
ましい。　この当量比が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
の範囲内に限定される。

本発明に用いる（Ｂ）反応性を有するシリコーン化合物
としては、フェノール樹脂に対して反応性官能基を有す
るシリコーンオイル、加熱硬化あるいは常温硬化のシリ
コーンゲル、シリコーンゴム等が挙げられ、一般に市販
されているものが広く使用できる。　これらの化合物は
単独もしくは２種以上の混合物として使用する。

本発明に用いる（Ｃ）吸油性を有する化合物としは、例
えばノルボルネンゴム、アクリロニ！−リル・ブタジェ
ン・スチレン共重合樹脂等多孔質の有機ゴムやカーボン
ブラック等無機物質のいずれでもよく、特に限定される
ものではない。

反応性を有するシリコーン化合物の配合割合は、樹脂［
（Ａ＞＋　（Ｂ）　＋（Ｃ）］に対して　０．１〜６０
重量％含有することが望ましい。　その割合が、０．１
重量％未満では低応力化、錫基サイクルに効果なく、ま
た、６０重量％を超えるとノボラック型フェノール樹脂
中に均一に反応分散することができない。　また、吸油
性を有する化合物の配合割合は、樹脂［（Ａ）＋　（Ｂ
）＋　（Ｃ）コに対して０．１〜６０重量％含有するこ
とが望ましい。　その割合が、０．１重量％未満ではシ
リコーン未反応分を吸着する効果がなく、また６０重量
％を超えると均一に分散混合することができず好ましく
ない。

また、反応性を有するシリコーン化合物と吸油性を有す
る化合物の合計量［（Ｂ）　＋（Ｃ）］が、樹脂［（Ａ
）　＋（Ｂ）＋　（Ｃ）コに対して０．１〜８０重量％
であることが好ましい。　その割合が０．１重量％未満
では低応力、錫基サイクル、吸着性に効果なく、また、
８０重量％を超えると増粘し、成形性が悪く好ましくな
い。

ノボラック型フェノール樹脂中に反応性を有するシリコ
ーン化合物および吸油性を有する化合物を均一に分散さ
せる方法は、次のようにして行う。

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、反
応性を有するシリコーン化合物を加えて、１２０’Ｃ以
との温度で１０分間以上攪拌し、均一に反応分散させる
。　次に、吸油性を有する化合物を加えて、好ましくは
１２０℃以上の温度で１０分間以上攪拌して、シリコー
ン化合物の未反応物を吸着させて、樹脂［（Ａ＞＋　（
Ｂ）＋（Ｃ）］をつくった、　この樹脂［（Ａ）＋　（
Ｂ）−１−（Ｃ）］の配合割合は、全体の樹脂組成物３
こ対して　１〜５０重量％含有することが望ましい。　
その割合が１重量％未満では低応力化に効果なく、また
、５０重量％を超えると反応性を有するシリコーン化合
物の分散が不均一になり、増粘するため好ましくない。

本発明に用いる（Ｄ）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、分子福遣、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は広く包含することができる
。　例えばビスフェ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Ｒ′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単独又は２
種以上の混合系として用いる。

本発明に用いる（Ｂ）無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ、二酸化アンチモン、タルク、炭酸カルシ
ウム、チタンホワイト、クレー、マイカ、ベンガラ、ガ
ラス繊維、炭素繊維等が挙げられ、これらは単独もしく
は２種以上混合して使用するが、これらの中でも特にシ
リカ粉末やアルミナが好ましく使用される。　無機質充
填剤の配合割合は、全体の樹脂組成物に対して、２５〜
９０重量％含有することが望ましい。　その割合が２５
重量％未満では、耐湿性、耐熱性、機械的特性および成
形性に硬化なく、また、９０重量％を超えるとカサバリ
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
樹脂に反応性を有するシリコーン化合物を反応分散、吸
油性を有する化合物を分散混合した樹脂、エポキシ樹脂
、無機質充填剤を必須成分とするが、必要に応じて、例
えば天然ワッ′クス類、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剤、シランカ
ップリング剤、種々の硬化促進剤等を適宜配合すること
ができる。

本発明の封止用樹脂組成物の製造方法は、ノボラック型
フェノール樹脂に反応性を有するシリコーン化合物を加
熱反応分散させ、更に吸油性を有する化合物を均一に分
散混合させた樹脂を使用すればよく、特にその製造方法
に限定されるものではない、　しかし、通常次のように
して製造する。

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）、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、反応性を有するシリコーン化合物を投入し、１２０
°Ｃ以上の温度で１０分間以上攪拌して、均一に反応分
散させる。　その後、吸油性を有する化合物を１２０℃
以上の温度で１０分間以上撹拌してノボラック型フェノ
ール樹脂と反応性を有するシリコーン化合物、吸油性を
有する化合物とからなる樹脂をつくる。　この樹脂とエ
ポキシ樹脂とを粉砕し、次いで無機質充填剤およびその
他の成分を所定の組成比に選択しな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、ノボラック型フェノール樹脂
中に反応性を有するシリコーン化合物及び吸油性を有す
る化合物を分散し、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、上記の方法を行い、必要に応じて必要量他成
分と配合混練してもよい。

こうして製造さ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。

（作用） ノボラック型フェノール樹脂中にそれと反応性を有する
シリコーン化合物を均一に分散させ、未反応の反応性を
有するシリコーン化合物を給油性を有する化合物で吸着
させ、そしてそれをエポキシ樹脂中に分散混合させるこ
とによって、低応力特性のバラツキがなくなり、また、
反応性を有する。シリコーン化合物が残存しないために
それによる金型の汚れや、金型の離型性が悪化する等の
成形性への悪影響がなくなる。

（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、
以下の実施例により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１０４　
）　６０％を万能混合機に入れて　１２０℃に加熱し、
完全に溶融した０次に反応性を有するシリコーンゴム３
５％を加えて　１時間攪拌反応した後、ポリノルボルネ
ンゴム５％添加し、３０分間撹拌混合し分散した樹脂（
以下ｐ−５ｖＩ４脂という）をつくった。

実施例　Ｉ Ｐ−８樹脂１２％とクレゾールノボラックエボキシ樹脂
樹脂（エポキシ当量２１５　）　１８％をヤリャ粉砕機
のスクリーン２闘で粉砕し、溶融シリカ粉末６５％およ
びその他成分５％を常温で混合し、さらに９０〜１０ｏ
’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。　この樹脂組成物を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
）をつくった。　この成形品について、耐湿性、歪、金
型汚れ、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、錫基サイクル、耐湿性、
低応力特性に優れ、金型汚れが少なく、本発明の顕著な
効果が認められた。

実施例　２ Ｐ−３ｌ脂１０％とクレゾールノボラックエポキシ樹脂
樹脂（エポキシ当量：’１５）２０％をヤリャ粉砕機の
スクリーン２１で粉砕し、溶融シリカ粉末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
樹脂組成物を製造した。　また同様にして成形品をつく
り、同様の諸試験を行ったので、その結果を第１表に示
しな。　実施例１と同様に本発明の顕著な効果が認めら
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％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当量１０７）　７％、反応性シリコーン化合物４．
２％、ポリノルボルネンゴム０．８％、溶融シリカ粉末
６５％およびその他成分５％を常温で混合し、さらに９
０〜１００℃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。　次いでこの樹脂組成物を用いて成
形品をつくり、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％、溶融シリカ粉末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
成物を製造し、また、成形品をつくり、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 （単位） ＊１　：クラック数は３０ｘ　２５ｘ　５Ｉｎの成形品
の底面に２５　ｘ　２５　ｘ　３ｎ＋ｒｎ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
しな。

桝２：封土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、アルミニウム腐食による５
０％の断線（不良発生）の起こる時間を評価した。

＄３：ＤＴＰ１６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。

本４：ＤＩＰ１６ビンの金型を用い、１７５°Ｃで２分
間トランスファー成形を連続５００ショット行い、目視
で判定し、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、反応性
を有するシリコーン化合物をノボラック型フェノール樹
脂中に加熱溶融反応させた後、吸油性を有する化合物を
分散混合させた樹脂を用いたことによって、低応力特性
に優れバラツキがなく、耐湿性、錫基サイクル、成形性
に優れ、かつ従来のエポキシ樹脂組成物の特性を保持し
たものが得られた。　この樹脂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にとができ
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に、（Ｂ）フェ
   ノール樹脂に対して反応性を有するシリコーン化合物を
   反応分散させ、更に、（Ｃ）吸油性を有する化合物を分
   散混合した樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）］、（Ｄ）エ
   ポキシ樹脂および（Ｅ）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、反応性を有するシリコーン化合物を、樹脂［（Ａ）
   ＋（Ｂ）＋（Ｃ）］に対して　０．１〜６０重量％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、吸油性を有する化合物を、樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）＋
   （Ｃ）］に対して　０．１〜６０重量％含有する特許請
   求の範囲第１項又は第２項いずれか記載の封止用樹脂組
   成物。 ４、反応性を有するシリ コーン化合物と吸油性を有する化合物の合計量［（Ｂ）
   ＋（Ｃ）］を、樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）］に対し
   て　０．１〜８０重量％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、樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）］を、全体の樹脂組
   成物に対して　１〜５０重量％含有する特許請求の範囲
   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、（Ｄ）無機質充填剤を、全体の樹脂組成物に対して
   ２５〜９０重量％含有する特許請求の範囲第１項ないし
   第５項いずれか記載の封止用樹脂組成物。 ７、エポキシ樹脂のエポキシ基（ｄ）とノボラック型フ
   ェノール樹脂のフェノール性水酸基（ａ）との当量比［
   （ｄ）／（ａ）］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６項いずれか記載の封止用樹脂
   組成物。 ８、（Ａ）ノボラック型フェノール樹脂を溶融し、（Ｂ
   ）フェノール樹脂に対して反応性を有するシリコーン化
   合物を加えて均一に分散した後、（Ｃ）吸油性を有する
   化合物を分散混合した樹脂［（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）］
   と、（Ｄ）エポキシ樹脂とを粉砕し、次いで（Ｅ）無機
   質充填剤を加えて混合し、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。