JPH01272623A - 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、エポキシ樹脂組成物に関する。

〔従来の技術〕

エポキシ樹脂組成物は、電子機器や電子部品などを構成
するために、接着剤、積層板、半導体素子対土用材料な
どとして、従来から使用されてきている。特に、最近で
は、エレクトロニクスの分野における、ＩＣ用、さらに
は、ＬＳＩ用封止材料としての需要が拡大している。

半導体素子は、高密度化するとともに、チップサイズが
大型化している。大型のチップをエポキシ樹脂組成物で
封止した場合、その硬化物の応力により、アルミ配線の
ずれ、パッシベーション層のクランクなどが発生すると
いう問題が生じている。このため、エポキシ樹脂組成物
の硬化物の低応力化が大きな課題の１つになっている。

そこで、エポキシ樹脂組成物に通常のシリコーン弾性体
を導入することにより、その硬化物の弾性率を低減する
°ことが考えられた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、通常のシリコーン弾性体を含有するエポキシ樹
脂組成物は、成形時にパリを生じたり、硬化物のＴｇが
低下したりするという問題点を有する。

そこで、この発明は、成形性を損なわず、しかも、硬化
物のＴｇを低下させずに、硬化物の低応力化を図ること
ができるエポキシ樹脂組成物を提供することを課題とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかるエポキシ樹脂組成物は、上記課題を解
決するため、硬化物の低応力化を図る改質剤として、ア
ルコキシシラン類を加水分解し縮重合してなる生成物（
以下、「アルコキシシランの加水分解・縮重合物」とも
称する）を含んでいる。

〔作　　　用〕

エポキシ樹脂組成物が、アルコキシシラン類を加水分解
し縮重合してなる生成物を改質剤として含むことにより
、硬化物の内部応力を低減することができ、しかも、成
形時にパリが発生したり、硬化物のＴｇが低下したりす
るのを防ぐことができる。

〔実　施　例〕

この発明のエポキシ樹脂組成物は、少なくとも、エポキ
シ樹脂、硬化剤、および、アルコキシシラン類を加水分
解し縮重合してなる生成物を含むアルコキシシラン類を
加水分解し縮重合してなる生成物は、たとえば、つぎの
ようにして作られるが、他の方法により作ってもよい。

アルコキシシラン類に、０．１〜５．０当量の楕製氷、
および、前記アルコキシシラン類を溶解する水溶性溶剤
をアルコキシシラン類が溶解する程度の量で加えて熔解
させ、１５〜８０℃で約１時間〜約２日間攪拌して反応
させる。この場合、温度が低いほど反応時間を長くする
のがよい。その後、エバポレーターなどで水溶性溶剤と
水を除去することにより作るのである。

（γ−グリシ［゛キシプロピルトリメトキシシランの反
応の１例） ↓＋Ｈ１０（加水分解） ↓−Ｈ８０（縮重合） ０−Ｓｉ、、。

上記のように反応させてなる生成物は、ＩＣ−ＮＭＲ分
析すると、ピークがブローディングすること、および、
Ｓｔに結合しているアルコキシ以外の官能基が残存して
いるのがわかることから、アルコキシシラン類の加水分
解・縮重合であることが推定でき、また、液体クロマト
分析によりポリマー化していることが推定できる。

このようにアルコキシシラン類を加水分解して縮重合し
て使用するのは、ポリマライズした方がシリカなどの無
機物と樹脂との間のチェーンが長くなって、応力を下げ
、応力を緩和するのに効果的であるからである。

アルコキシシラン類としては、たとえば、■γ−（２−
アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、■
γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメト
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、■Ｔ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、■γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
■メチルトリメトキシシラン、■メチルトリエトキシシ
ラン、■ビニルトリアセトキシシラン、■γ−アニリノ
プロピルトリメトキシシラン、［相］ビニルトリメトキ
シシラン、■Ｔ−メルカプトプロピルメチルジメトキシ
シランなどが、それぞれ単独でまたは２以上合わせて使
用される。アルコキシシランとしては、硬化物の耐湿性
を良好にするという点を考慮すると、ＣＩを含有しない
ものを用いるのが好ましい。なお、上記■〜■の化合物
の構造′式を下に示す。

■　ＮＨｘＣＨｘＣＨｚＮＨＣＩＩｘＣＨ意ＣＨｚＳｉ
　（ＯＣＨｘ）　ｔ■　Ｎ）ＩｇＣＨｔＣＨＪＨＣＨｚ
ＣＨ寡ＣＬＳｉ　（ＯＣＬ）　ｔＨＩ ■　ＣＨｇ＝Ｃ−Ｃ００ＣＨ＊ＣＨ＊ＣＨｔＳｉ　（Ｏ
ＣＨｘ）　＊Ｈｓ ■　Ｈ５ＣＨ＝ＣＨｉＣＨ＊５ｉ（ＯＣＲｓ）　ｓ■　
ＣＨｓＳｉ　（ＯＣＨ嵩）。

■　ＣＩ＝Ｓｉ（ＯＣＨｔＣＨｓ）　ｓ■　◇）ＮＨＣ
）ＩｘＣＩｚＣＨｚＳｌ　（ＯＣＨり、［相］　　ＣＨ
ｘ＝ＣＩ−５ｉ　（ＱＣ）Ｉ−）　＊■　　Ｈ５ＣＨｚ
ＣＨｓＣＨｚＳｉ　（ＱＣ）Ｉｓ）ｚＣ）Ｉｓ 前記水溶性溶剤としては、たとえば、メタノール、エタ
ノール、アセトンなどが使用される。

アルコキシシラン類を加水分解し縮重合してなる生成物
は、エポキシ樹脂組成物全体中の０．５〜５゜０重量％
とするのが好ましい。０．５重量％未満だと、低応力物
性の効果が得られないことがある、反対に５．０重量％
を上回ると、硬化物のＴｇが低下したり、成形性に問題
が生じたりすることがある。

この発明で用いるエポキシ樹脂としては、たとえば、ビ
スフェノールＡ系エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシ
樹脂、脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。半導体素
子などを封止する成形材料としてエポキシ樹脂組成物を
用いる場合には、硬化物のＴｇ、耐湿性等の物性を考慮
すると、ノボラ、７り系エポキシ樹脂を用いるのが好ま
しいが、これに限定するものではない。

硬化剤は、たとえば、フェノールノボラック樹脂、酸無
水物、アミン類などが使用される。エポキシ樹脂の場合
と同様の理由から、硬化剤としてフェノールノボラック
樹脂等のフェノール樹脂を用いるのが好ましいが、これ
に限定するものではない。硬化剤としてフェノール樹脂
と他の硬化剤とを併用してもよい。硬化剤の配合割合は
、特に制限はなく、適宜設定すればよい。

この発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化
剤、および、アルコキシシラン類を加水分解し縮重合し
てなる生成物以外にも、必要に応じてその他の物質を含
むことができる。たとえば、硬化助剤（または硬化促進
剤）、充填材、Ｎ燃剤、離型剤、着色剤などのうちのい
ずれか１つまたは２つ以上が配合される。

硬化助剤としては、たとえば、第３級アミンなどが使用
される。

充填材としては、たとえば、シリカ粉末、アルミナ粉末
、炭酸カルシウム粉末などが使用される。なお、充填材
を用いる場合には、エポキシ樹脂組成物全体１００重量
部に対して１０〜８０重量部となるようにするのが好ま
しい。８０Ｊｉｉ量部よりも多いと、キャビティーに完
全に充填されなくなり、成形性が悪くなることがある。

また、１０重量部よりも少ないと、線膨張係数（αｌ）
が太き（なり、熱放散性が悪くなることがある。

難燃剤としては、たとえば、ブロム化エポキシ、三酸化
アンチモン、水和アルミナなどが使用される。

カップリング剤としては、たとえば、アミノシラン、エ
ポキシシラン、メルカプトシランなどが使用される。

離型剤としては、たとえば、ワックス、ステアリン酸、
ステアリン酸塩などが使用される。

着色剤としては、たとえば、カーボンブラック、金属酸
化物などの顔料が使用される。

上記の必須材料およびその他の添加剤は、上記のものに
限定されず、上記のもの以外のものも適宜使用すること
ができる。

上記の必須材料、および、その他必要に応じて添加する
添加剤を、たとえば、ミキサなどで混合し、ニーダ、ロ
ールなどを使用して混練することにより、エポキシ樹脂
組成物を成形材料として得ることができる。混練後に、
必要に応じて冷却固化し、粉砕して粒状などにしてもよ
い。なお、アルコキシシラン類の加水分解・縮重合物を
熱熔融・したエポキシ樹脂と予め混合しておき、その他
の成分と混合するようにしてもよい。このようにすれば
、アルコキシシラン類の加水分解・縮重合物と樹脂とを
均一に混合する点から好ましい。

以下に、この発明の実施例および比較例を示すが、この
発明は、下記実施例に限定されない。

一実施例１〜７− ０−タレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＷＰＥ＝２
００．平均重合度４）、アルコキシシランの加水分解・
縮重合物、硬化剤、硬化助剤、離型剤、充填材、顔料を
それぞれ第１表に示す割合でミキサにより混合し、ニー
ダを使用して混練し、成形材料を得た。

この成形材料を常法に従って、圧力５０ｋｇ／ｍＪ、温
度１７０℃で３分間トランスファー成形し、１７０℃で
５時間アフタキュアさせて硬化させた実施例１〜７で用
いた各アルコキシシランの加水分解・縮重合物は、第２
表に示す条件で上記のようにして作った。

なお、硬化剤はフェノールノボラック樹脂を、硬化助剤
は２−エチルイミダゾールを、離型剤は天然カルナバワ
ックスを、充填材はシリカ粉末を、顔料はカーボンブラ
ックをそれぞれ用いた。

−比較例１一 実施例１において、硬化物を低応力化させるための改質
剤を用いなかったこと以外は一実施例１と同様にして硬
化させた。

一比較例２一 実施例１において、硬化物を低応力化させるための改質
剤としてアルコキシシランを加水分解・縮重合させずに
用いたこと以外は、実施例１と同様にして硬化させた。

上記実施例および比較例の各エポキシ普封脂組成物につ
いて、成形時のパリの発生、線ぎ張係数（α１）、ガラ
ス転移温度（Ｔｇ）　、曲げ弾性率（Ｅ）をそれぞれ調
べた。

成形時のパリの発生は、ｌＯ〜１００ｎの金型スリット
間からのしみ出しが、観察された（×）か、観察されな
かった（０）かで示した。

線膨張係数（α１）およびガラス転移温度（Ｔｇ）は、
ＴＭＡ法により求めた。曲げ弾性率（Ｅ）は、曲げ強度
試験機により求めた。

結果（物性）を配合とともに第１表に示す。

第１表かられかるように、実施例のものはパリの発生が
なく、Ｔｇが低下することな（、α、およびＥが下がっ
ている、すなわち、低応力化されている。

〔発明の効果〕

この発明にかかるエポキシ樹脂組成物は、以上のように
、成形時にパリが生じにくく、しかも、硬化物のＴｇを
低下させずに、低応力化された硬化物を得ることができ
る。

代理人　弁理士　　松　本　武　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　硬化物の低応力化を図る改質剤として、アルコキシ
   シラン類を加水分解し縮重合してなる生成物が含まれて
   いるエポキシ樹脂組成物。