JPH0220547A - 封止用樹脂組成物 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、熱膨張係数が小さく、熱伝導率が大きく、し
かも成形性・耐湿性に優れた特性バランスのよい封止用
樹脂組成物に関する。

（従来の技術） 従来から、ダイオード、トランジスタ、集積回路等の電
子部品を熱硬化性樹脂を用いて樹脂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
有利なため、広く実用化されている。　封止用樹脂とし
ては、熱硬化性樹脂の中でも信頼性および価格の点から
エポキシ樹脂が最も一般的に用いられている。　エポキ
シ樹脂には、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用いられている。

これらの中でも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
ため半導体封止用樹脂として広く使用されている。　ま
た充填剤としては、溶融シリカ粉末や結晶性シリカ粉末
が前記の硬化剤と共に最も一般的に使用されている。　
近年、半導体部品の高密度化、大電力化に伴い熱放散性
の良い半導体封止用樹脂が要望されてきた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、ノボラック型フェノール樹脂を硬化剤と
したエポキシ樹脂と溶融シリカ粉末からなる樹脂組成物
は、熱膨脂係数が小さく、耐湿性がよく、従って温寒サ
イクル試験によるボンディングワイヤのオープン、樹脂
クラック、ベレットクラック等に優れているという特徴
を有するものの、熱伝導率が小さいなめ熱放散が悪く、
消費電力の大きいパワー半導体ではその機能が果せなく
なる欠点がある。　一方、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と、結晶性シリカ粉末とか
らなる樹脂組成物は、結晶性シリカ粉末の配合割合を上
げると熱伝導率が大きくなっで、熱放散も良好となるが
、熱膨脂係数が大きく、また耐湿性に対する信頼性も悪
くなる欠点がある。

更に、この樹脂組成物から得られる成形品は、機械的特
性や成形性が低下する傾向がある。　従ってシリカ粉末
を用いる封止用樹脂組成物の高熱伝導化にはおのずから
限界があった。

本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもので
、熱伝導率が大きく、熱膨脂係数が小さく、熱放散性、
成形性に優れた、耐湿性に対する信頼性の高い、特性バ
ランスのよい封止用樹脂組成物を提供しようとするもの
である。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ね
た結果、特定の酸化アルミニウム粉末を配合すると熱膨
脂係数が小さく、熱伝導率が大きく、耐湿性、成形性に
優れるなど上記目的を達成することができることを見い
だし、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明は、 （Ａ）エポキシ樹脂 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂 （Ｃ）酸化アルミニウム粉末 を必須成分とし、前記（Ｃ）酸化アルミニウム粉末は、
その平均粒子径が２５０μｌ以下の細径で、その長短径
比が１．０〜１．４の球状体で、１２１℃。

２気圧、１００％ＲＨ下で抽出されるアルカリ金属イオ
ン及びハロゲンイオン含有量が１０ｐｐｍ以下のもので
あり、またその配合量が全体の樹脂組成物に対して２５
〜９０重量％の割合であることを特徴とする封止用樹脂
組成物である。

本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂は、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かぎり、
分子構造、分子量等に特に制限はなく、一般に使用され
ているものを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、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
系等のエポキシ樹脂が挙げられる。

（但し、式中Ｒ１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、口は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
上混合して用いることができる。

本発明に用いる（Ｂ）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パ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
これらの変性樹脂、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、これらは単
独又は２種以上混合して使用する。　ノボラック型フェ
ノール樹脂の配合割合は、前述したエポキシ樹脂のエポ
キシ基（ａ　）とノボラック型フェノール樹脂のフェノ
ール性水酸基（ｂ　）とのモル比［（ａ）／（ｂ）］が
０．１〜１０の範囲内であることが望ましい、　モル比
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。

本発明に用いる（Ｃ）酸化アルミニウム粉末としては、
次の条件をもっているものであれば特に制限はなく広く
使用できる。　まず、酸化アルミニウム粉末の平均粒子
径は２５０μｍ以下の細径で、長短径比が１，０〜１，
４の球状体であることが好ましい、　平均粒子径が２５
０μｌを超えて粗い場合は成形時にゲート詰まりやワイ
ヤー流れが生じて好ましくない。　また長短径比が１．
４を超えると流動特性が低下し、また金型摩耗等が生じ
て好ましくない、　第二に、酸化アルミニウム粉末は、
１２１℃、２気圧、１００％ＲＨ下で抽出されるアルカ
リ金属イオン及びハロゲンイオンの含量が該粉末絶乾重
量に対して１０　ｆｉｌ）ＴＩ以下であることが好まし
い。　１０ｐｐｎ＋を超えると半導体素子の信頼性を低
下させ好ましくない、　かかる酸化アルミニウム粉末と
しで、例えばＡｓ−２０、Ａｓ−４０（昭和電工社製、
商品名）等が挙げ゛られ、これらは晒独又は２種以上混
合して使用することができる。　酸化アルミニウム粉末
の配合割合は、全体の樹脂組成物に対して２５〜９０重
１％含有することが好ましい。　配合割合が２５重量％
未満では熱膨脂係数が大きく、熱伝導率が小さく、好ま
しくない、　また９０重量％を超えるとがさばりが大き
く、成形性も悪く実用に適さない、　従ってこの範囲に
限定される。

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型フェノール樹脂、酸化アルミニウム粉末を必須成分
とするが、本発明の目的に反しない限度においで、必要
に応じで、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、酸アミド類、エステル類、パラフィ
ン類等の離型剤、塩素化パラヒイン、ブロムトルエン、
ヘキサブロムベンゼン、三酸化アンチモン等の難燃剤、
カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、カップリング
剤、種々の硬化促進剤などを適宜添加配合することがで
きる。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として製造する場
合の一般的な方法としては、エポキシ樹脂、ノボラック
型フェノール樹脂、酸化アルミニウム粉末、その他を所
定の組成比に選択した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、更に熱ロールによる溶融混合処
理、又はニーダ等による混合処理を行い、次いで冷却固
化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料とすることが
できる。　こうして得た成形材料は、電子部品或いは電
気部品の封止用としで、また被覆、絶縁等に適用すれば
優れた特性と信頼性を付与することができる。

（実施例） 次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例によって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。

実施例　１ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当Ｊ１２
１５）　１８％にノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当量１０４）　　９％、第１表の特性の酸化アルミ
ニウム７０％、離型剤等３％を常温で混合し、更に９０
〜９５℃で混練してこれを冷却後粉砕し、成形材料を製
造した。

実施例　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）　１０％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当量１０４）　　５％、第１表の特性の酸化アルミ
ニウム粉末８２％、離型剤等３％を実施例１と同様にし
て成形材料を製造した。

比較例　１ 実施例１においで、第１表に示した酸化アルミニウム粉
末を用いた以外はすべて実施例１と同一にして成形材料
を製造した。

比較例　２ 実施例２においで、第１表に示した酸化アルミニウム粉
末を用いた以外はすべて実施例１と同一にして成形材料
を製造した。

実施例１〜２および比較例１〜２において製造した成形
材料をタブレット化し、予熱しで、トランスファー成形
により　１７０’Ｃに加熱した金型内に注入し硬化させ
で、封止した成形品を得た。　得られた成形品について
熱伝導率、耐湿性を試験し、また成形材料について成形
性、金型摩耗の試験を行い、結果を得たので第１表に示
したが、本発明の効果が確認された。

＊１　：成形品を迅速熱伝導計（昭和電工社製、商品名
ＱＴＭ−ＭＤ）を用いて室温下で測定した。

ネ２：成形材料を用いて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時間後硬化させた。　こうして得た
成形品（封止品）１００個についで、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５０
％個数の断線（不良発生）の起る時間を評価した。

＊３：入れ子をＡ１入れ子に置換した金型を用いて　１
７０℃でトランスファー成形し、１００シヨツト後のＡ
１の入れ子の摩耗量を測定した。

＊４：１２０−１（ヤビティ取り１６ピンＤＩＰ金型を
用いで、１７０℃で３分間トランスファー成形しその充
填性を評価した。　Ｏ印は良好。

Ｘ印は不良 Ｕ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
封止用樹脂組成物は、熱伝導率が大きく、熱膨脂係数が
小さく、熱放散性がよいため消費電力の大きい等のパワ
ー半導体機器に使用して特に効果がある。　また、耐湿
性に優れているため、温寒サイクル試験のボンディング
ワイヤのオープン、樹脂クラック、ペレットクラック等
がなく、成形性に優れている等特性バランスが良く、電
子・電気部品の封止用に用いると十分な信頼性を付与す
ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）エポキシ樹脂 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂および （Ｃ）酸化アルミニウム粉末 を必須成分とし、前記（Ｃ）酸化アルミニウム粉末は、
   その平均粒子径が２５０μｍ以下の細径で、その長短径
   比が１．０〜１．４の球状体で、１２１℃、２気圧、１
   ００％ＲＨ下で抽出されるアルカリ金属イオン及びハロ
   ゲンイオンの含有量が１０ｐｐｍ以下のものであり、ま
   たその配合量が全体の樹脂組成物に対して２５〜９０重
   量％の割合であることを特徴とする封止用樹脂組成物。