JPH0381360A - エポキシ樹脂組成物の製法 - 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） 本発明は、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１Ｍ組底物の製法に関する。

（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等と
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書要が拡大している。

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、アルも配線のずれ（スライド）、バッシベ
ーシッン層におけるクラック発生等の問題が起こってい
る。

そこで、エポキシ樹脂＆Ｉｌ底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、成形特にパリが生じたり、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。

以上の事情に鑑み、本発明は、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るエポキシ樹脂組成物の
製法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を解決するため、本発明のエポキシ樹脂＆Ｉ
ｌＦ′ｓ、物の製法は、エポキシ樹脂と下記一般式（夏
）で示されるアルコキシシランカップリング剤とを反応
させ、しかる後、 Ｘ　ｆＣＨｇ＋５Ｓｉ（ＯＲ）−（ＣＨｓ）ｓ−（Ｉ）
Ｓ− 一般式（ｎ）で示される両末端水酸基オルガノポリシロ
キサンを混合することにより行われることを特徴とする
。

（作用） 本発明のエポキシ樹脂組成物は、改質剤として上記両末
端水酸基オルガノポリシロキサンとシランカップリング
剤の反応生成物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、また、この反応生成物は原
料のエポキシ樹脂と反応して結合しているため、硬化物
のＴｇや曲げ強度が低下するのを防ぐことが可能となる
。

（実施例） 次に本発明の実施例について説明する。なお、実施例は
一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で
、種々の変更あるいは改良を行いうることは言うまでも
ない。

以下に、本発明の詳細な説明する。

本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。

アルコキシシランカップリング剤は、主剤であるエポキ
シ樹脂と結合する置換基としてアミノ基。

メルカプト基、ビニル基、アミン基を、末端水酸基オル
ガノシロキサンと反応する基としてメトキシ基またはエ
トキシ基等を、各々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（Ｉ）で示されるものが、好ましい例とし
て挙げられる。

Ｘ　（ＣＩｌｘ）ｓＳｉ（ＯＲ）−（ＣＨｓ）ｓ−−（
Ｉ）上記シランカップリング剤の配合割合は、カップリ
ング剤中のアルコキシ基ＯＲ量と両末端水酸基オルガノ
ポリシロキサン中のＯＨ量の比０Ｒ１０Ｈが０．５〜４
．０１より好ましくは１．０〜２．０になるように調整
することが推奨される。この範囲を（同上０．５〜４．
０）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。

本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、本発明の製法によ
り得られたエポキシ樹脂ｍｓ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。

このエポキシ樹脂を加熱溶融し、上記シランカップリン
グ剤を添加することにより、エポキシ樹脂とシランカッ
プリング剤を反応させる。

両末端が水酸基により封鎖されたオルガノポリシロキサ
ンとしては下記一般式（ＩＩ）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。ここで、側鎖のメチル基は、たとえばフェニル基等
により、その一部が置換されていてもよい、また、同式
中の繰り返し数ｍは、特に限定はされないが、２０〜１
万程度であることが好ましい、この範囲を外れると、成
形性、硬化物の低感刃物性といった性能が低下する恐れ
がある。

上記ポリシロキサンの配合割合は、特に限定はされない
が、エポキシ樹脂組成物全体中の０．５〜５．０重量％
とするのが好ましい、０．５！量％未満であると、低感
刃物性の効果が得られないことがあり、反応に５．０重
量％以上では、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。このポリシロキサンには
反応触媒として、ジブチルすずジラウレート等に代表さ
れる有機すず化合物を添加することが好ましいが、これ
に限定されることはない０反応触媒を添加された上記ポ
リメチルシロキサンは、上記エポキシ樹脂とカップリン
グ剤の反応生成物を加熱溶融させたものと混合される。

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本発明のエポキシ樹脂ｍ
酸物は、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ξす等）、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１００１量部ｃ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恣じてはその他の
成分を含む）を、たとえばξキサ、ブレソダーなどで混
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。

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

〔実施例１，２〕 以下の各成分からなるエポキシ樹脂組成物を調製した（
数字は重量％を表す）。

エポキシ樹脂：クレゾールノボラック型エポキシ樹脂※
　　　　・・・１７．Ｏ※（ＷＰＩ！　−２００，平均
重合度４）硬化剤　：フェノールノボラック樹脂　・・
・８．０硬化助剤：２−エチルイミダゾール　　・・・
０．４離型剤　：天然カルナバワックス　　　・・・０
．５充填材　ニジリカ粉末　　　　　　　　・・・６９
．６顔　料　：カーボンブラック　　　　　・・・０．
５難燃剤　：三酸化アンチモン　　　　　・・・１．５
臭素化エポキシ樹脂　　　　・・・１．５改質剤　：第
１表参照　　　　　　　　・・・２．０ここで、上記各
成分の配合は、以下の手順に沿って行った。

エポキシ樹脂を１２０℃で溶融したものに第１表に示し
たシランカップリング剤を投入して約１０分間混合し、
その後室温で１０時間放置した後、粉砕した。その粉砕
物を１２０°Ｃで溶融したものに触媒（ジブチルすずジ
ラウレート）を添加した両末端ジオールポリジメチルシ
ロキサン（＆ｉり返し数ｍ−９００〜１０００）を加え
約１０分間部合した。

その生成物を室温で約１０日間放置し微粉砕し、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／ｍｓ＋’。

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。

〔比較例１〕 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、成形特のパリの発生、線膨張係数（αｌ）１曲げ弾
性率（Ｅ）９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第 表 Ａ　：　１ｍｓ　＜Ｈｚ）ｓｓｌ（ＯＣＲｓ）ｓＢ： Ｈ３＜Ｈｚ）ｓｓｌ　（ＯＣＨｓ）　ｓ成形特のパリ発
生は、１０〜１００μｍの金型スリット間からのしみ出
しの有（×）無（０）を観察し、ｏ、×、Δで評価した
。線膨張係数およびＴｇは、ＴＡＭ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″Ｃのヒートサイ
クル温度試験幅で行い、その結果を、優秀（Ｏ）、良し
く０）、悪しく×）で評価した０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） 本発明にかかるエポキシ樹脂は、以上のように、成形特
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
とができる効果を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エポキシ樹脂および低応力化のためのゴム状物質を配合
   してエポキシ樹脂組成物を得るにあたり、エポキシ樹脂
   と下記一般式（ I ）で示されるアルコキシシランカッ
   プリング剤とを反応させ、しかる後、 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） 〔Ｒ：メチル基またはエチル基 Ｘ：ＮＨ＿２ＣＨ＿２ＣＨ＿２ＮＨ−、▲数式、化学式
   、表等があります▼、ＮＨ＿２ＣＯＮＨＣＨ＿２ＣＨ＿
   ２ＮＨ−、ＮＨ＿２、又はＣＨ＿２、＝ＣＨ−ＨＳ−〕 一般式（II）で示される両末端水酸基オルガノポリシロ
   キサンを混合することを特徴とするエポキシ樹脂組成物
   の製法。 ▲数式、化学式、表等があります▼（II）