JPH02170819A

JPH02170819A - エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH02170819A
Application number: JP32708288A
Authority: JP
Inventors: Naokatsu Fujita; 藤田　直克
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-07-02

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、たとえば半導体素子の樹脂封止等に用いら
れる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、半導体素子封止材料など
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ＬＳ
Ｉ用封止材料としての需要が拡大している。

今日の半導体素子では、配線の高密度化とともに、チッ
プサイズの大型化が進んでいるが、この大型のチップを
エポキシ樹脂組成物で封止した場合、その硬化物の内部
応力により、アルミ配線のずれ（スライド）、パッシベ
ーション層におけるクラック発生等の問題が起こってい
る。このために、現在、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一つになっている。

そこで、エポキシ樹脂組成物に通常のシリコ−ン弾性体
を添加することにより、その硬化物に可撓性を付与して
弾性率を低下させ、内部応力を緩和することが試みられ
てきた。

〔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、成形時にパリが生じたり、硬化物のガラス
転移点（Ｔｇ）が低下したり、さらには曲げ強度が低下
したりする、という問題点を有していた。

こうした事情に鑑み、この発明は、成形性を損なわず、
しかも、硬化物のＴｇおよび曲げ強度を低下させずに、
硬化物の低応力化を図ることができたエポキシ樹脂組成
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〕

上記課題を解決するため、この発明にかかるエポキシ樹
脂組成物では、硬化物の低応力化を図る改質剤として、
下記（２）および（Ｂ）が含まれているようにする。

（２）下記−儀式（１）で表されるポリエーテルエポキ
シ変性シリコーン重合体Ａ６〔式中、Ｒ’、　Ｒ”はそれぞれ独立に炭素数１〜４の
２価の炭化水素基、（Ｂ）両末端アミノ変性オルガノポリシロキサンＢ、お
よび／または両末端メルカプト変性オルガノポリシロキ
サンＢ２゜なお、この発明において、上記（２）および（８）は、
両者が反応した形で、すなわち（Ａ）と（ト））の反応
生成物として含まれていてもよい。

〔作　　　用〕

この発明のエポキシ樹脂組成物は、改質剤として、上記
（Ａ）および（Ｂ）を含んでいることにより、硬化物の
内部応力を低減することができ、しがも、成形時にパリ
が発生したり、硬化物のＴｇや曲げ強度が低下したりす
るのを防ぐことができる。

〔実　施　例〕

以下に、この発明の詳細な説明する。

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、その硬化剤、上記低応力化のための改質剤を含む
。

ポリエーテルエポキシ変性シリコーン重合体Ａは、上記
−儀式（１）に示す通りであり、側鎖として、炭素数１
〜４の２価の炭化水素基Ｒ’、　Ｒ”を介して、それぞ
れポリオキシアルキレン基Ｚ。

エポキシ基Ｙを含んでいる。

両末端がアミノ基により封鎖された両末端アミノ変性オ
ルガノポリシロキサンＢｌ、および両末端がメルカプト
基により封鎖された両末端メルカプト変性オルガノポリ
シロキサンＢ、としては、それぞれ、たとえば下記−儀
式（Ｉｆ）、　（’Ｉ［［）　　：で示されるポリジメ
チルシロキサン骨格を有するものなどが好例として挙げ
られる。ただし、側鎖のメチル基は、たとえばフェニル
基等により、その一部が置き換えられていてもよい。

上記式（Ｉ）中の繰り返し数３．　　ｂ＋　　ｅ、　ｍ
ｔ＋ｍ、については、特に限定されないが、それぞれ、
ａ＝２〜５００．　　　ｂ＝２〜１００゜ｃ＝２〜ｉｏ
ｏ、ｍ、≦２０．　　ｍ−≦２０゜の範囲にあることが
好ましい。ただし、ｍｌ＋　ｍｔのうちいずれか一方は
０であってもよい。また、上記式（Ｉｆ）および（ＩＩ
Ｉ）中の繰り返し数ｄ、　　ｅについても、特に限定は
されないが、それぞれ、ｄ＝５〜５０．　　　ｅ＝５〜
５０の範囲にあることが好ましい。ここで、上記ａ。

ｂ、ｃ、ｄ、ｅのうち少なくとも一つが上記範囲を下回
ると、成形性、硬化物の低応力物性などの性能を向上さ
せられないことがある。また、ａ。

ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｍｔ＋　ｍｚのうちの少なくとも一つ
が上記範囲を上回ると、成形性、硬化物の低応力物性な
どの性能が低下する恐れがある。

上述したように、上記（Ａ）：ポリエーテルエポキシ変
性シリコーン重合体Ａと、（Ｂ）：両末端アミノ変性オ
ルガノポリシロキサンＢｌおよび／または両末端メルカ
プト変性オルガノポリシロキサン８つは、両者が反応し
た形で含まれていてもよく、（Ａ）と（９）の反応生成
物（ゲルまたはゴム状エラストマー）を得るには、たと
えば以下のように行うことができる。すなわち、使用す
るエポキシ樹脂および／または硬化剤としてのフェノー
ル樹脂等を熱熔融させた中に上記（Ａ）と（９）を所定
量配合し、高速デイスパーで加熱攪拌を行う。反応は、
８０〜１５０℃で５〜１２０分間程度行うことが好まし
いが、これに限定されることはない。（Ａ）と（９）の
配合割合については、（Ｎのエポキシ基当量／（ト））
のアミノ基および／またはメルカプト基当量が０．２〜
５程度になっていることが好ましい。また、（Ａ）と領
）の合計配合量は、特に限定はされないが、エポキシ樹
脂組成物全体中の１〜５重量％の範囲が好ましい。この
範囲を外れると、硬化物の低応力化という効果が充分に
得られなくなったり、硬化物物性や成形性等のバランス
が悪くなったりする恐れがある。

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、ビスフェノールＦ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
シ樹脂等が挙げられ、特に限定はされない。これらは単
独で、あるいは複数種を併せて使用される。ただし、半
導体素子等を封止する成形材料として、この発明のエポ
キシ樹脂組成物を用いる場合には、硬化物のＴｇ、耐湿
性等の物性に鑑みて、ノボラック系エポキシ樹脂を用い
ることが好ましい。

硬化剤としては、たとえば、フェノールノボラック樹脂
、酸無水物、アミン類などを、単独で、あるいは複数種
を併せて使用できる。上記エポキシ樹脂の場合と同様の
理由から、硬化剤としては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ことが好ましいが、これに限
定されることはない。また、硬化剤の配合割合に、特に
制限はなく、必要量を適宜設定すればよい。

以上述べてきた必須成分を含むこの発明のエポキシ樹脂
組成物は、さらに必要に応じて、下記のその他の成分を
１種以上含んでいてもよい。同成分としては、たとえば
、硬化助剤または硬化促進剤（第３級アミン、イミダゾ
ール類、有機リン化合物等）、充填材または補強材（シ
リカ粉末、アルミナ粉末、炭酸カルシウム粉末、ガラス
繊維炭素繊維等）、難燃化剤（三酸化アンチモン、臭素
化エポキシ樹脂、水和アルミナ等）、離型剤（ワックス
、ステアリン酸、ステアリン酸塩等）、着色剤（カーボ
ンブラック、金属酸化物等の顔料）などが挙げられるが
、これらの種類および配合割合等は、特に限定されるも
のではない。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（以下、単に「部」と記す
）に対して１０〜８０部となるように設定するのが好ま
しい。１０部以上の充填材を加えることにより、線膨張
係数を小さくして熱放散性を良好に保つことができるが
、８０部を越えると、キャビティーに完全に充愼されな
くなり、成形性が悪くなる恐れがある。

上記構成成分（必須成分および必要に応じてはその他の
成分を含む）を、たとえばミキサ、ブレンダーなどで混
合し、ニーダ、ロールなどを使用して混練することによ
り、成形材料としてのエポキシ樹脂組成物を得ることが
できる。混線後に、必要に応じて冷却固化し、粉砕して
粒状等としてもよい。

以下に、この発明のさらに詳しい実施例を、比較例と併
せて示すが、この発明は、下記実施例に限定されるもの
ではない。

一実施例１〜３、比較例１．２− 下記の改質剤Ａ、Ｂ＋、Ｂｉ　　：Ａ：ポリエーテルエポキシ変性シリコーン重合体〔ただ
し、上記（１）式中、ａ＝２００゜ｂ　＝　ｃ　＝　２
０．　ｍ＋＝ｍｔ＝　５）ＢＩ　：両末端アミノ変性オ
ルガノボリシロキサン（ただし、上記（ＩＩ）式中、ｄ
＝２０）Ｂ、：両末端メルカプト変性オルガノポリシロ
キサン〔ただし、上記（ＴＩ［）式中、ｅ＝２０）を用
いて、以下の各成分からなるエポキシ樹脂組成物を調製
した（数字は配合部を表す）。

ここで、上記各成分の配合は、以下の手順に沿って行っ
た。まず、約１５０　’Ｃで熱熔融した上記フェノール
樹脂中に、第１表に示した改質剤を投入して、約１時間
混合反応させた。その後、冷却。

微粉砕し、得られた微粉砕粉と上記その他の成分を合わ
せ、これらをミキサで混合し、ニーダを使用して混練し
て成形材料を得た。

同成形材料を常法に従って、圧力５０ｋｇ／ｄ。

温度１７０℃で３分間成形し、１７０℃で５時間アフタ
キュアさせて硬化させた。

一比較例３− 上記の改質剤のいずれをも用いず、充填材配合量を７０
．６部とする他は、上記と同様に処理して硬化物を得た
。

上記実施例および比較例の各エポキシ樹脂組成物につい
て、成形時のパリの発生、線膨張係数（αｌ）、曲げ弾
性率（Ｅ）、曲げ強度（σｆ）、Ｔｇをそれぞれ調べ、
さらにヒートサイクル試験を行った。

成形時のパリの発生は、１０〜１００ｎの金型スリット
間からのしみ出しの有（×）無（○）を観察し、Ｑ、×
、△で評価した。線膨張係数およびＴｇは、ＴＭＡ法に
より求め、曲げ弾性率および曲げ強度は、曲げ強度試験
機を用いて測定した。ヒートサイクル試験は、ΔＴ＝２
００℃のヒートサイクル温度試験幅で行い、その結果を
、優秀（◎）、良い（○）、悪い（×）で評価した。

以上の結果を、同じく第１表に示す。

第１表にみるように、実施例のものは比較例に比べ、パ
リの発生がなく、Ｔｇおよび曲げ強度σｆが低下するこ
となく、線膨張係数α１と曲げ弾性率Ｅが一層低下して
いる。すなわち、低応力化されている。また、ヒートサ
イクル試験結果も、実施例のものは非常に良好であった
。

（発明の効果〕この発明にかかるエポキシ樹脂は、以上のように、成形
時にパリが発生しにくく、しかも、硬化物のＴｇおよび
曲げ強度を低下させずに、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

【特許請求の範囲】１　硬化物の低応力化を図る改質剤として、下記（Ａ）
および（Ｂ）が含まれているエポキシ樹脂組成物。（Ａ）下記一般式（Ｉ）で表されるポリエーテルエポキ
シ変性シリコーン重合体Ａ。 ▲数式、化学式、表等があります▼…（Ｉ）〔式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２はそれぞれ独立に炭素数１〜４
の２価の炭化水素基、Ｚは▲数式、化学式、表等があります▼ Ｙは▲数式、化学式、表等があります▼ をそれぞれ表す。〕（Ｂ）両末端アミノ変性オルガノポリシロキサンＢ＿１
および／または両末端メルカプト変性オルガノポリシロ
キサンＢ＿２。