JPH02170821A

JPH02170821A - エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH02170821A
Application number: JP32708388A
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
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPH0623237B2

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）、バッジベ
ージジン屓におけるクランク発生等の問題が起こってい
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（ｒ）式で表されるポリエーテル・ビニル変性シリ
コーン重合体、および、同重合体を架橋させる架橋剤が
含まれているエポキシ樹脂組成物。

・・・　（Ｉ）〔式中、Ｒは炭素数１〜４の２価の炭化水素基、をそれ
ぞれ表す。〕〔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
（Ｉ）式で表されるポリエーテル・ビニル変性シリコー
ン重合体、および、同重合体を架橋させる架橋剤を含ん
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、しかも、成形時にパリが発生したり、硬化物のＴ
ｇや曲げ強度が低下したりするのを防ぐことが可能とな
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である
ポリエーテル・ビニルｉ性シＩＪ　コーン重合体とその
架橋剤を含む。

改質剤としてのポリエーテル・ビニル変性シリコーン重
合体は、上記一般式（Ｉ）に示す通りであり、末端基と
してビニル基を、側鎖として炭素数１〜４の２価の炭化
水素基Ｒを介してポリオキシアルキレン基Ｚを含んでい
る。この重合体を改質剤として用いると、エポキシ基を
含む重合体を改質剤として用いる場合に比べて、硬化物
の物性が改善される。

上記（Ｉ）式中の繰り返し数ａ、ｂ、ｍ＋、ｍｓについ
ては、特に限定はされないが、それぞれ、ａ＝２〜５０
０．　　　ｂ＝２〜１００ｍ、≦２０．　　ｍｔ≦２０
゜の範囲にあることが好ましい。ただし、ｍｌ　　−のう
ちいずれか一方は０であってもよい。ここで、上記ａ、
ｂのうち少なくとも一方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。

ｍｔ、　Ｉｎ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。

ポリエーテル・ビニル変性シリコーン重合体の添加割合
は、特に限定されることはないが、エポキシ樹脂組成物
全体中の０．０５〜３．００重量％の範囲が好ましい。

０．０５重量％未満であると、硬化物の低応力化という
効果が得られないことがある。他方、３重量％を越える
と、硬化物のＴｇが低下したり、成形時にパリが発生し
たりする恐れがある。

上記ポリエーテル・ビニル変性シリコーン重合体を架橋
させる架橋剤は、同重合体の末端ビニル基とラジカル重
合して、ゲル状物または硬化物を性成するものであれば
よく、特に限定されることはない。具体的には、たとえ
ば、末端に５ｉ−ｔｌを有するものが使用され、このよ
うな架橋剤としては、下記一般式（ＩＩ）で表されるも
の等が挙げられる。

上記（ｎ）式中、繰り返し数Ｃは、５〜２０であること
が好ましく、Ｃが５未満であるか、あるいは２０を越え
ると、成形性が低下する恐れがある。

なお、上記ポリエーテル・ビニル変性シリコーン重合体
と上記架橋剤との反応には、触媒が使用される。同触媒
としては、たとえば、塩化白金酸等を使用でき、使用量
は触媒量、たとえばｐｐｍオーダーでよい。

上記ポリエーテル・ビニル変性シリコーン重合体と上記
架橋剤の使用割合は、両者の重量比が、架橋剤／重合体
＝ｏ、ｏｉ〜０．２となるように設定することが好ましい。同重量比が０．
０１未満であると成形時にパリが発生することがあり、
０．２よりも大きいと硬化物の強度低下を招（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）、カップリング剤（
アミノシラン、エポキシシラン、メルカプトシラン等）
、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）
等が挙げられるが、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部程度となるよう
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
に完全に充填されなくなり、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、プレンダーなどで混
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。混練後に、必要に応じて冷却固化し、粉砕して
粒状等としてもよい。なお、ポリエーテル・ビニル変性
シリコーン重合体、架橋剤および触媒を、熱溶融したエ
ポキシ樹脂または硬化剤（フェノール樹脂等）とあらか
じめ混合しておき、次いで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、改質剤成分と樹脂と
を均一に混合できるために好ましい。

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− 上記一般式（Ｉ）で表されるポリエーテル・ビニル変性
シリコーン重合体（ａ＝２００．ｂ＝２０　＋　ｍ＋　
＝　ｍｅ　＝　５　）　、上記−儀式（Ｉｔ）で表され
る架橋剤（ｃ＝１３）および触媒（塩化白金酸）を、予
め１１０〜１３０℃で熱熔融したクレゾールノボラック
型エポキシ樹脂（ＷＰＥ＝２００．平均重合度ｎ＝４）
中に、それぞれ第１表に示した割合で投入し、約１時間
混合した後、冷却して微粉砕した。

上記得られた微粉末に、硬化剤（フェノールノボラック
樹脂）、硬化助剤（２−エチルイミダゾール）、離型剤
（天然カルナバワックス）、充填材（シリカ粉末）、顔
料（カーボンブラック）および難燃剤（二酸化アンチモ
ンおよび臭素化エポキシ樹脂）を、それぞれ第１表に示
す割合で配合して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。

同成形材料を常法に従って、圧力５０ｋｇ／−。

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１− 改質剤として、通常のシリコーンポリマー（ポリジメチ
ルシロキサン、ｎ＝２０）を用いるようにする他は、上
記実施例と同様に処理して硬化物を得た。

一比較例２− 上記改質剤成分（ポリエーテル・ビニル変性シリコーン
重合体、架橋剤および触媒）を用いないようにする他は
、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（α１）、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、１０〜１００ｐｓの金型スリッ
ト間からのしみ出しの有（×）無（○）を観察し、○、
×、Δ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＝
２００℃のヒートサイクル温度試験幅で行い、その結果
を、優良（◎）、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α、と曲げ弾性率Ｅが低下している
。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（Ｉ）
式で表されるポリエーテル・ビニル変性シリコーン重合
体、および、同重合体を架橋させる架橋剤が含まれてい
るエポキシ樹脂組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼…（Ｉ）〔式中、Ｒは炭素数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▼をそれぞれ表す。〕