JPH03277653A

JPH03277653A - エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH03277653A
Application number: JP7981090A
Authority: JP
Inventors: Takao Hayashi; 隆夫林; Naokatsu Fujita; 藤田　直克
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1991-12-09

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】Ｃ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。

Ｃ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）、パンシヘ
ーション層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。

そこで、低応力化を図る改質剤として、エポキシ樹脂組
成物にポリエーテル変性シリコーン重合体を含ませるこ
とが行われてきた。

このようにすることで、確かに成形時のパリが発生しに
くくなり、かつ、Ｔｇを低下させずに低応力化された硬
化物を得るという所期の目的を達成することはできたが
、改質剤の硬化物表面へのにじみ出しにより、なつ印性
が低下するという問題が出てきた。

以上の事情に鑑み、この発明は、硬化物の低応力化を図
りながら、なおかつ、なつ印性の低下のないエポキシ樹
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に、この発明にかかるエポキシ
樹脂組成物は、硬化物の低応力化を図る改質剤として、
下記Ｈ）式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（以下、「改質剤Ａ」と言う）と、アルコ
キシシランカップリング剤（以下、「改質剤ＢＪと言う
）が含まれている。

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、ならびに、上記低応力化のための改
質剤ＡおよびＢを含む。

上記（Ｉ）式中の繰り返し数２．ｂ、ｃ、ｍ。

、ｍｚについては特に限定はされないが、それぞれ、ａ
−２〜１０００、ｂ＝２〜５００、ｃ＝２〜５００、ｍ
、　≦２０、ｍ２≦２０の範囲にあることが好ましい。

ただし、ｍｌおよびｍ２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、ｃのうち少なくとも１
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，ｍｌおよびｍよのうち少なくとも１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
が低下するおそれがある。

改質剤Ａの添加割合は、特に限定はされないが、エポキ
シ樹脂組成物全体中の０．２〜５．０重量％の範囲が好
ましい。０．２重量％未満だと、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、５．ＯＭ量％（または、３．０重量％）を越える
と、硬化物のＴｇや機械的強度が低下したり、成形時に
パリが発生したりするおそれがある。

なお、上式（Ｉ）中の基Ｒ１およびＲ≧は、互いに同じ
基であってもよく、異なる基であってもよい。また、上
記（Ｉ）式中の主鎖の両末端は、たとえば、ＣＨビ人ｉ　−０昌３であり、基Ｘの末端は、たとえばＨである。

上記改質剤Ｂは、有機材料と結合する置換基としてビニ
ル基、グリシドキシ基（エポキシ基）、アミノ基あるい
はメルカプト基を、無機材料と反応する加水分解性基と
してメトキシ基またはエトキシ基等を、それぞれ含むア
ルコキシシラン類である。その具体的な構造等は、特に
限定はされないが、たとえば、下記一般式（ｎ）で示さ
れるものが、好ましい例として挙げられる。

Ｚ−（Ｃ）Ｉ−）−５ｉ（ＯＲ”）、、（ＣＨ−）−、
、・・・（Ｉｌ）〔（■）式中、Ｒ”はメチル基またはエチル基、ＺはＮＨ，ＣＨ２ＣＨＩＮＨ−、ＣＨ，工Ｃ（ＣＨｓ）
Ｃｏ。

Ｈ５−、ＮＯ３−、または、　ＣＨｚ工ＣＨ−等、ｎは
２または３、をそれぞれ表す。〕なお、上式（ｆｆ）において、ｎが１のモノアルコキシ
シラン類では、曲げ強度向上にあまり効果が得られない
想れがある。

上記改質剤Ｂの配合割合は、改質剤Ａの０６５〜２０重
量％が好ましい。この範囲を外れると成形性や硬化物の
Ｔｇ、機械的物性を低下させる傾向が見られる。

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、ノボランク系エポキシ樹脂、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
性等の物性を鑑み、ノボラック系エポキシ樹脂を用いる
ことが好ましい。

この発明に用いるエポキシ樹脂の硬化剤としては、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ノ理由から、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
ボンブランク、金兄酸化物等の顔料）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、ミキ号、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、上記改質剤ＡおよびＢを
混合した後、熱熔融したエポキシ樹脂あるいは硬化剤で
あるフェノール樹脂とあらかじめ混合しておき、ついで
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、改質剤と樹脂とを均一に混合できるために好ま
しい。

なお、この発明のエポキシ樹脂組成物には、この発明の
目的達成を妨げないならば、硬化物の低応力化のための
上記改質剤ＡおよびＢに合わせて、低応力化のための他
の改質剤を併用することも可能である。

〔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・エポキシ変性シリコ
ーン重合体と、アルコキシシランカップリング剤を含ん
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、上記改質剤は樹脂と反応するため、なつ
印性の低下を防くことができる。

〔実　施　例〕

以下に、この発明の具体的な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１〜３− 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１２０℃で熱熔融した上記フェノール樹脂
中に改質剤Ａ（上記（Ｉ）式において、ａ＝２００、ｂ
＝５０、Ｃ＝５０、ｍｌ　＝ｍ、＝５、計＝Ｒ”　＝−
（ＣＨ，）、−１主鎖の両末端がＣＨ。

「で、基Ｘの末端がＨで、基Ｙがである。）および第１表に示す改質剤Ｂを同表に示す量
だけ投入して約１時間混合した。以降は、冷却、微粉砕
し、得られた微粉砕粉と上記の改質剤およびフェノール
樹脂以外の成分を合わせ、これらをミキサで混合し、ニ
ーダを使用して混練してエポキシ樹脂組成物（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１
７０℃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上記の改質剤のいずれも用いず、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、エポキシ樹脂
組成物を得、硬化物を得た。

−比較例２改質剤Ａの代わりに、その他の改質剤として（■）式で
表されるポリエーテル変性シリコーン重合体を用いた他
は、実施例１〜３と同様にして、エポキシ樹脂組成物を
得、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い、なつ印性も調べた。

成形時のパリの発生は、１０〜１ｏａｆＩ＆の金型スリ
ット間からのしみ出しの有（×）無（０）を観察し、〇
−△−×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、優秀（◎）、良しく○）、悪しく×）で評価した
。なつ印性は、硬化物になつ印後、外観検査により優秀
（＠）、良しくＯ）、悪しく×）で評価した。

以上の結果を第１表に示した。なお、第１表には、実施
例１〜３および比較例１．２のエポキシ樹脂組成物の配
合も示した。改質剤Ｂのうち、げ）はγ−メルカプトプ
ロピルメチルトリメトキシシラン、（イ）は、Ｔ−（２
−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、
（つ）は、Ｔ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラ
ンである。

第１表にみるように、実施例のものは比較例１に比べて
線膨張係数α１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。そのためにヒートサイクル試験
結果も良好であった。さらに、比較例２に比べて実施例
のものはなつ印性が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組成物は、以上のように
、硬化物の低応力化を図りながら、なおかつ、なつ印性
の良好な硬化物を得ることができる。

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・エポキシ変性シリコーン
重合体と、アルコキシシランカップリング剤が含まれて
いるエポキシ樹脂組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ）〔（ I ）式中、Ｒ＾１およびＲ＾２は炭素数１〜４の
２価の炭化水素基、Ｘ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▼ あるいは▲数式、化学式、表等があります▼をそれぞれ
示す。〕