JPH04306224A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物Info
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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。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半田付け工程で生じる
パッケージクラックの問題を解消する、すなわち半田耐
熱性に優れると共に、耐湿信頼性、成形性にも優れるエ
ポキシ樹脂組成物に関するものである。
パッケージクラックの問題を解消する、すなわち半田耐
熱性に優れると共に、耐湿信頼性、成形性にも優れるエ
ポキシ樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。たとえば、半導
体装置などの電子回路部品の封止方法として従来より金
属やセラミックスによるハーメチックシールとフェノー
ル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによる樹脂
封止が提案されている。しかし、経済性、生産性、物性
のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が中心
になっている。
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。たとえば、半導
体装置などの電子回路部品の封止方法として従来より金
属やセラミックスによるハーメチックシールとフェノー
ル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによる樹脂
封止が提案されている。しかし、経済性、生産性、物性
のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が中心
になっている。
【0003】一方、最近はプリント基板への部品実装に
おいても高密度化、自動化が進められており、従来のリ
ードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代り
、基板表面に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛
んになってきた。それに伴いパッケージも従来のDIP
(デュアル・インライン・パッケージ)から高密度実装
、表面実装に適した薄型のFPP(フラット・プラスチ
ック・パッケージ)に移行しつつある。
おいても高密度化、自動化が進められており、従来のリ
ードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代り
、基板表面に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛
んになってきた。それに伴いパッケージも従来のDIP
(デュアル・インライン・パッケージ)から高密度実装
、表面実装に適した薄型のFPP(フラット・プラスチ
ック・パッケージ)に移行しつつある。
【0004】表面実装方式への移行に伴い、従来あまり
問題にならなかった半田付け工程が大きな問題になって
きた。従来のピン挿入実装方式では半田付け工程はリー
ド部が部分的に加熱されるだけであったが、表面実装方
式ではパッケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面
実装方式における半田付け方法としては半田浴浸漬、不
活性ガスの飽和蒸気や赤外線によって加熱する半田リフ
ロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケー
ジ全体が210〜270℃の高温に加熱されることにな
る。そのため従来の封止樹脂で封止したパッケージは、
半田付け時に樹脂部分にクラックが発生し、信頼性が低
下して製品として使用できないという問題がおきていた
。
問題にならなかった半田付け工程が大きな問題になって
きた。従来のピン挿入実装方式では半田付け工程はリー
ド部が部分的に加熱されるだけであったが、表面実装方
式ではパッケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面
実装方式における半田付け方法としては半田浴浸漬、不
活性ガスの飽和蒸気や赤外線によって加熱する半田リフ
ロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケー
ジ全体が210〜270℃の高温に加熱されることにな
る。そのため従来の封止樹脂で封止したパッケージは、
半田付け時に樹脂部分にクラックが発生し、信頼性が低
下して製品として使用できないという問題がおきていた
。
【0005】半田付け工程におけるクラックの発生は、
後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が半田
付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨脹することに起因す
るといわれており、その対策として封止用樹脂の改良が
種々検討されている。
後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が半田
付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨脹することに起因す
るといわれており、その対策として封止用樹脂の改良が
種々検討されている。
【0006】従来はエポキシ樹脂にオルソクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、硬化剤にフェノールノボラッ
ク樹脂が用いられるのが一般的であったが、表面実装時
に半田によりクラックが発生する問題を回避できなかっ
た。そこで、エポキシ樹脂にトリス(ヒドロキシフェニ
ル)メタンのトリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を
用い、硬化剤にトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型
フェノール樹脂を用いる方法(特開平1−171232
号公報)、エポキシ樹脂にトリス(ヒドロキシフェニル
)メタンのトリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を用
い、硬化剤にジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂
を用いる方法(特開平1−268713号公報)、硬化
剤に平均フェノール性水酸基当量が2〜4meq./g
であり両末端にフェノール性水酸基を有する線状フェノ
ール樹脂を用いる方法(特開平1−259075号公報
)などが提案されている。
ボラック型エポキシ樹脂、硬化剤にフェノールノボラッ
ク樹脂が用いられるのが一般的であったが、表面実装時
に半田によりクラックが発生する問題を回避できなかっ
た。そこで、エポキシ樹脂にトリス(ヒドロキシフェニ
ル)メタンのトリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を
用い、硬化剤にトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型
フェノール樹脂を用いる方法(特開平1−171232
号公報)、エポキシ樹脂にトリス(ヒドロキシフェニル
)メタンのトリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を用
い、硬化剤にジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂
を用いる方法(特開平1−268713号公報)、硬化
剤に平均フェノール性水酸基当量が2〜4meq./g
であり両末端にフェノール性水酸基を有する線状フェノ
ール樹脂を用いる方法(特開平1−259075号公報
)などが提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら種々の
方法で改良された樹脂も、それぞれ半田付け時のクラッ
クに対してある程度効果をあげてきているが、まだ十分
ではなく、他の特性に悪影響を及ぼすことも多い。硬化
剤にトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型フェノール
樹脂を用いる方法では、樹脂の架橋密度が高くなるため
に樹脂のガラス転移温度は高くなるものの吸水率が増大
する問題や、樹脂自体が脆くなる問題が生じている。ま
た、硬化剤に平均フェノール性水酸基当量が2〜4me
q./gである両末端にフェノール性水酸基を有する線
状フェノール樹脂を用いる方法では、樹脂のガラス転移
温度が大幅に低下する問題や硬化剤の分子量が大きいた
めに流動性が低下し成形性が低下するという問題を生じ
ている。
方法で改良された樹脂も、それぞれ半田付け時のクラッ
クに対してある程度効果をあげてきているが、まだ十分
ではなく、他の特性に悪影響を及ぼすことも多い。硬化
剤にトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型フェノール
樹脂を用いる方法では、樹脂の架橋密度が高くなるため
に樹脂のガラス転移温度は高くなるものの吸水率が増大
する問題や、樹脂自体が脆くなる問題が生じている。ま
た、硬化剤に平均フェノール性水酸基当量が2〜4me
q./gである両末端にフェノール性水酸基を有する線
状フェノール樹脂を用いる方法では、樹脂のガラス転移
温度が大幅に低下する問題や硬化剤の分子量が大きいた
めに流動性が低下し成形性が低下するという問題を生じ
ている。
【0008】さらに最近のパッケージは高密度実装、表
面実装に適した薄型になるとともにチップサイズが大型
化し、多ピン化する傾向にあり、成形時に流動性が不足
すると樹脂が金型キャビティー内を充填できず、未充填
が発生するという問題があった。
面実装に適した薄型になるとともにチップサイズが大型
化し、多ピン化する傾向にあり、成形時に流動性が不足
すると樹脂が金型キャビティー内を充填できず、未充填
が発生するという問題があった。
【0009】本発明の目的は、かかる半田付け工程で生
じるクラックの問題を解消し、耐湿信頼性が良好である
と共に、成形時の流動性も良好で未充填が発生しない、
すなわち半田耐熱性および耐湿信頼性、成形性に共に優
れるエポキシ樹脂組成物を提供することにある。
じるクラックの問題を解消し、耐湿信頼性が良好である
と共に、成形時の流動性も良好で未充填が発生しない、
すなわち半田耐熱性および耐湿信頼性、成形性に共に優
れるエポキシ樹脂組成物を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の硬
化剤、特定のブロック共重合体に特定の割合の無機充填
材を添加することにより、上記の課題を解決し、目的に
合致したエポキシ樹脂組成物が得られることを見出し本
発明に到達した。
化剤、特定のブロック共重合体に特定の割合の無機充填
材を添加することにより、上記の課題を解決し、目的に
合致したエポキシ樹脂組成物が得られることを見出し本
発明に到達した。
【0011】すなわち本発明は、エポキシ樹脂(A)、
フェノール系硬化剤(B)、無機充填材(C)、ポリス
チレン系ブロック共重合体(D)とを必須成分として含
有してなる樹脂組成物であって、前記フェノール系硬化
剤(B)が次の一般式(I)
フェノール系硬化剤(B)、無機充填材(C)、ポリス
チレン系ブロック共重合体(D)とを必須成分として含
有してなる樹脂組成物であって、前記フェノール系硬化
剤(B)が次の一般式(I)
【0012】
【化4】
【0013】(ただし、R1 〜R4 は水素原子、C
1 〜C4 の低級アルキル基を示す。)で表されるフ
ェノール系化合物(b)を硬化剤中に50重量%以上含
有し、かつ前記無機充填材(C)の割合が全体の75〜
87重量%であるエポキシ樹脂組成物であって、さらに
前記エポキシ樹脂(A)が次の一般式(II)
1 〜C4 の低級アルキル基を示す。)で表されるフ
ェノール系化合物(b)を硬化剤中に50重量%以上含
有し、かつ前記無機充填材(C)の割合が全体の75〜
87重量%であるエポキシ樹脂組成物であって、さらに
前記エポキシ樹脂(A)が次の一般式(II)
【0014】
【化5】
【0015】(ただし、R1 〜R8 は水素原子、C
1 〜C4 の低級アルキル基またはハロゲン原子を示
す。)で表されるエポキシ樹脂(a1 )、および、次
の一般式(III)
1 〜C4 の低級アルキル基またはハロゲン原子を示
す。)で表されるエポキシ樹脂(a1 )、および、次
の一般式(III)
【0016】
【化6】
【0017】(ただし、R1 〜R8 のうち2つは2
,3−エポキシプロポキシ基であり、残りは水素原子、
C1 〜C4の低級アルキル基またはハロゲン原子を示
す。)で表されるエポキシ樹脂(a2 )の一方または
両方を必須成分として含有することがさらに好ましいエ
ポキシ樹脂組成物である。
,3−エポキシプロポキシ基であり、残りは水素原子、
C1 〜C4の低級アルキル基またはハロゲン原子を示
す。)で表されるエポキシ樹脂(a2 )の一方または
両方を必須成分として含有することがさらに好ましいエ
ポキシ樹脂組成物である。
【0018】以下、本発明の構成を詳述する。
【0019】本発明におけるエポキシ樹脂(A)は、一
分子中に2個以上のエポキシ基を含有する多官能エポキ
シ樹脂であれば特に制限を加えるものではないが通常は
多官能フェノールのポリグリシジルエーテル型エポキシ
樹脂が用いられる。多官能フェノールのポリグリシジル
エーテル型エポキシ樹脂の具体例としてはクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、フェノ−ルノボラック型エポ
キシ樹脂などの各種ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノ−ルA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキ
シ樹脂などが例示できる。これらのエポキシ樹脂におい
ては、特に耐湿性、耐熱性および生産性のバランスから
通常クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく用
いられる。
分子中に2個以上のエポキシ基を含有する多官能エポキ
シ樹脂であれば特に制限を加えるものではないが通常は
多官能フェノールのポリグリシジルエーテル型エポキシ
樹脂が用いられる。多官能フェノールのポリグリシジル
エーテル型エポキシ樹脂の具体例としてはクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、フェノ−ルノボラック型エポ
キシ樹脂などの各種ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノ−ルA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキ
シ樹脂などが例示できる。これらのエポキシ樹脂におい
ては、特に耐湿性、耐熱性および生産性のバランスから
通常クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく用
いられる。
【0020】本発明においてはこれら多官能フェノール
のポリグリシジルエーテルは難燃性を付与する目的でハ
ロゲン化されたものでもかまわない。
のポリグリシジルエーテルは難燃性を付与する目的でハ
ロゲン化されたものでもかまわない。
【0021】また、本発明においてはエポキシ樹脂(A
)として次の一般式(II)
)として次の一般式(II)
【0022】
【化7】
【0023】(ただし、R1 〜R8 は水素原子、C
1 〜C4 の低級アルキル基またはハロゲン原子を示
す。)で表されるエポキシ樹脂(a1 )、および、次
の一般式(III)
1 〜C4 の低級アルキル基またはハロゲン原子を示
す。)で表されるエポキシ樹脂(a1 )、および、次
の一般式(III)
【0024】
【化8】
【0025】(ただし、R1 〜R8 のうち2つは2
,3−エポキシプロポキシ基であり、残りは水素原子、
C1 〜C4の低級アルキル基またはハロゲン原子を示
す。)で表されるエポキシ樹脂(a2 )の一方または
両方を必須成分として含有することがさらに好ましい。 エポキシ樹脂(a1 )や、(a2 )のような2官能
で耐熱性の非常に高い骨格構造を持つエポキシ樹脂を含
有することによって半田付け工程におけるクラックの発
生防止効果はより一段と向上する。
,3−エポキシプロポキシ基であり、残りは水素原子、
C1 〜C4の低級アルキル基またはハロゲン原子を示
す。)で表されるエポキシ樹脂(a2 )の一方または
両方を必須成分として含有することがさらに好ましい。 エポキシ樹脂(a1 )や、(a2 )のような2官能
で耐熱性の非常に高い骨格構造を持つエポキシ樹脂を含
有することによって半田付け工程におけるクラックの発
生防止効果はより一段と向上する。
【0026】本発明におけるエポキシ樹脂(a1 )の
好ましい具体例としては、4,4´−ビス(2,3−エ
ポキシプロポキシ)ビフェニル、4,4´−ビス(2,
3−エポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テト
ラメチルビフェニル、4、4´−ビス(2,3−エポキ
シプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル−
2−クロロビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポ
キシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル
−2−ブロモビフェニル、4、4´−ビス(2,3−エ
ポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラエチ
ルビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシプロ
ポキシ)−3,3´,5,5´−テトラブチルビフェニ
ルなどがあげられ、4,4´−ビス(2,3−エポキシ
プロポキシ)ビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エ
ポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチ
ルビフェニルが特に好ましい。
好ましい具体例としては、4,4´−ビス(2,3−エ
ポキシプロポキシ)ビフェニル、4,4´−ビス(2,
3−エポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テト
ラメチルビフェニル、4、4´−ビス(2,3−エポキ
シプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル−
2−クロロビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポ
キシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル
−2−ブロモビフェニル、4、4´−ビス(2,3−エ
ポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラエチ
ルビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシプロ
ポキシ)−3,3´,5,5´−テトラブチルビフェニ
ルなどがあげられ、4,4´−ビス(2,3−エポキシ
プロポキシ)ビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エ
ポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチ
ルビフェニルが特に好ましい。
【0027】また、本発明におけるエポキシ樹脂(a2
)の好ましい具体例としては、1,5−ジ(2,3−
エポキシプロポキシ)ナフタレン、1,5−ジ(2,3
−エポキシプロポキシ)−7−メチルナフタレン、1,
6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、1
,6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)−2−メチル
ナフタレン、1,6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ
)−8−メチルナフタレン、1,6−ジ(2,3−エポ
キシプロポキシ)−4,8−ジメチルナフタレン、2−
ブロム−1,6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナ
フタレン、8−ブロム−1,6−ジ(2,3−エポキシ
プロポキシ)ナフタレン、2,7−ジ(2,3−エポキ
シプロポキシ)ナフタレンなどがあげられ、1,5−ジ
(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、1,6−
ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、2,7
−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレンが特に
好ましい。
)の好ましい具体例としては、1,5−ジ(2,3−
エポキシプロポキシ)ナフタレン、1,5−ジ(2,3
−エポキシプロポキシ)−7−メチルナフタレン、1,
6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、1
,6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)−2−メチル
ナフタレン、1,6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ
)−8−メチルナフタレン、1,6−ジ(2,3−エポ
キシプロポキシ)−4,8−ジメチルナフタレン、2−
ブロム−1,6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナ
フタレン、8−ブロム−1,6−ジ(2,3−エポキシ
プロポキシ)ナフタレン、2,7−ジ(2,3−エポキ
シプロポキシ)ナフタレンなどがあげられ、1,5−ジ
(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、1,6−
ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、2,7
−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレンが特に
好ましい。
【0028】エポキシ樹脂(A)中に含有されるエポキ
シ樹脂(a1 )、(a2 )の割合に関しては特に制
限はないが、より十分な効果を発揮させるためには、エ
ポキシ樹脂(a1 )、(a2 )をエポキシ樹脂(A
)中に30重量%以上含有せしめることが好ましい。
シ樹脂(a1 )、(a2 )の割合に関しては特に制
限はないが、より十分な効果を発揮させるためには、エ
ポキシ樹脂(a1 )、(a2 )をエポキシ樹脂(A
)中に30重量%以上含有せしめることが好ましい。
【0029】また、本発明において、エポキシ樹脂(A
)の配合量は通常4〜20重量%、好ましくは5〜15
重量%である。
)の配合量は通常4〜20重量%、好ましくは5〜15
重量%である。
【0030】本発明におけるフェノール系硬化剤(B)
は次の一般式(I)
は次の一般式(I)
【0031】
【化9】
【0032】(ただし、R1 〜R4 は水素原子、C
1 〜C4 の低級アルキル基を示す。)で表されるフ
ェノール系化合物(b)を硬化剤中に50重量%以上含
有する必要がある。2官能で低分子量のフェノール系化
合物(b)を硬化剤中に50重量%以上含有させること
によって、エポキシ樹脂硬化物の架橋密度が適度に低下
してエポキシ樹脂硬化物の欠点である脆さが緩和され半
田付け工程におけるクラックの発生が抑えられると共に
、樹脂組成物の溶融粘度が低下して成形時の流動性が向
上する。硬化剤中でのフェノール系化合物(b)の含有
量が50重量%より少ない場合は半田付け工程における
クラックの発生防止効果や成形時の流動性が十分に得ら
れない。例えば、従来から半導体封止樹脂に使用されて
いるフェノールノボラック樹脂には次の一般式(I)
1 〜C4 の低級アルキル基を示す。)で表されるフ
ェノール系化合物(b)を硬化剤中に50重量%以上含
有する必要がある。2官能で低分子量のフェノール系化
合物(b)を硬化剤中に50重量%以上含有させること
によって、エポキシ樹脂硬化物の架橋密度が適度に低下
してエポキシ樹脂硬化物の欠点である脆さが緩和され半
田付け工程におけるクラックの発生が抑えられると共に
、樹脂組成物の溶融粘度が低下して成形時の流動性が向
上する。硬化剤中でのフェノール系化合物(b)の含有
量が50重量%より少ない場合は半田付け工程における
クラックの発生防止効果や成形時の流動性が十分に得ら
れない。例えば、従来から半導体封止樹脂に使用されて
いるフェノールノボラック樹脂には次の一般式(I)
【
0033】
0033】
【化10】
【0034】(ただし、R1 〜R4 は水素原子を示
す。)で表される2核体成分が少量含まれているが、軟
化点83℃のフェノールノボラック樹脂では15重量%
前後、軟化点95℃のフェノールノボラック樹脂では1
0重量%前後しか含まれておらず、この程度の含有量で
は半田付け工程におけるクラックの発生防止効果や成形
時の流動性が十分に得られない。
す。)で表される2核体成分が少量含まれているが、軟
化点83℃のフェノールノボラック樹脂では15重量%
前後、軟化点95℃のフェノールノボラック樹脂では1
0重量%前後しか含まれておらず、この程度の含有量で
は半田付け工程におけるクラックの発生防止効果や成形
時の流動性が十分に得られない。
【0035】本発明におけるフェノール系化合物(b)
の好ましい具体例としてはフェノールノボラック樹脂の
2核体成分、ビスフェノールF、テトラメチルビスフェ
ノールFなどがあげられ、その合計が50重量%以上で
あれば2種以上の物を同時に用いてもかまわない。
の好ましい具体例としてはフェノールノボラック樹脂の
2核体成分、ビスフェノールF、テトラメチルビスフェ
ノールFなどがあげられ、その合計が50重量%以上で
あれば2種以上の物を同時に用いてもかまわない。
【0036】また、本発明におけるフェノール系硬化剤
(B)は、上記フェノール系化合物(b)を硬化剤中に
50重量%以上含有していれば残りはエポキシ樹脂(A
)と反応して硬化させるものであれば特に限定されない
が、好ましい具体例としてはたとえばフェノールノボラ
ック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノ−ル
Aやレゾルシンから合成される各種ノボラック樹脂、次
の一般式(IV)
(B)は、上記フェノール系化合物(b)を硬化剤中に
50重量%以上含有していれば残りはエポキシ樹脂(A
)と反応して硬化させるものであれば特に限定されない
が、好ましい具体例としてはたとえばフェノールノボラ
ック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノ−ル
Aやレゾルシンから合成される各種ノボラック樹脂、次
の一般式(IV)
【0037】
【化11】
【0038】(ただし、Rは水素原子またはC1 〜C
4 の低級アルキル基を示し、すべてが同一である必要
はなく、mは0以上の整数を示す。)や次の一般式(V
)
4 の低級アルキル基を示し、すべてが同一である必要
はなく、mは0以上の整数を示す。)や次の一般式(V
)
【0039】
【化12】
【0040】(ただし、Rは水素原子またはC1 〜C
4 の低級アルキル基を示し、すべてが同一である必要
はなく、nは0以上の整数を示す。)で表される各種フ
ェノール樹脂などがあげられる。
4 の低級アルキル基を示し、すべてが同一である必要
はなく、nは0以上の整数を示す。)で表される各種フ
ェノール樹脂などがあげられる。
【0041】本発明において、フェノール系硬化剤(B
)の配合量は通常2〜10重量%、好ましくは3〜8重
量%である。さらには、エポキシ樹脂(A)とフェノー
ル系硬化剤(B)の配合比は、機械的性質および耐湿性
の点から(A)に対する(B)の化学当量比が0.7〜
1.3、特に0.8〜1.2の範囲にあることが好まし
い。
)の配合量は通常2〜10重量%、好ましくは3〜8重
量%である。さらには、エポキシ樹脂(A)とフェノー
ル系硬化剤(B)の配合比は、機械的性質および耐湿性
の点から(A)に対する(B)の化学当量比が0.7〜
1.3、特に0.8〜1.2の範囲にあることが好まし
い。
【0042】また、本発明においてエポキシ樹脂(A)
とフェノール系硬化剤(B)の硬化反応を促進するため
硬化触媒を用いてもよい。硬化触媒は硬化反応を促進す
るものならば特に限定されず、たとえば2−メチルイミ
ダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−
4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾー
ルなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベン
ジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミ
ン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン
−7などの3級アミン化合物、トリフェニルホスフィン
、トリブチルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)
ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ
フェニルホスフィン・トリフェニルボレート、テトラフ
ェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどの有機
ホスフィン化合物があげられる。なかでも耐湿性の点か
ら、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニルホ
スフィンが特に好ましく用いられる。
とフェノール系硬化剤(B)の硬化反応を促進するため
硬化触媒を用いてもよい。硬化触媒は硬化反応を促進す
るものならば特に限定されず、たとえば2−メチルイミ
ダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−
4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾー
ルなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベン
ジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミ
ン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン
−7などの3級アミン化合物、トリフェニルホスフィン
、トリブチルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)
ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ
フェニルホスフィン・トリフェニルボレート、テトラフ
ェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどの有機
ホスフィン化合物があげられる。なかでも耐湿性の点か
ら、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニルホ
スフィンが特に好ましく用いられる。
【0043】これらの硬化触媒は用途によっては二種以
上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂(A)
100重量部に対して0.5〜5重量部の範囲が好まし
い。本発明における無機充填材(C)の好ましい具体例
としては溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、マグネ
シア、タルク、各種セラミックスなどがあげられ、特に
溶融シリカが好ましく用いられる。
上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂(A)
100重量部に対して0.5〜5重量部の範囲が好まし
い。本発明における無機充填材(C)の好ましい具体例
としては溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、マグネ
シア、タルク、各種セラミックスなどがあげられ、特に
溶融シリカが好ましく用いられる。
【0044】また、これらの無機充填材は用途によって
は二種以上を併用しても良い。
は二種以上を併用しても良い。
【0045】本発明における無機充填材(C)は、エポ
キシ樹脂組成物全体に占める割合が75〜87重量%で
あり、さらに好ましくは75〜85重量%である。無機
充填材(C)が75重量%未満では半田耐熱性が不十分
であり、87重量%を越えると流動性が不十分である。
キシ樹脂組成物全体に占める割合が75〜87重量%で
あり、さらに好ましくは75〜85重量%である。無機
充填材(C)が75重量%未満では半田耐熱性が不十分
であり、87重量%を越えると流動性が不十分である。
【0046】本発明において、無機充填材(C)をシラ
ンカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカ
ップリング剤であらかじめ表面処理することが信頼性の
点で好ましい。カップリング剤としてエポキシシラン、
アミノシラン、メルカプトシランなどのシランカップリ
ング剤が好ましく用いられる。
ンカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカ
ップリング剤であらかじめ表面処理することが信頼性の
点で好ましい。カップリング剤としてエポキシシラン、
アミノシラン、メルカプトシランなどのシランカップリ
ング剤が好ましく用いられる。
【0047】また、本発明においてはポリスチレン系ブ
ロック共重合体(D)を必須成分として含有させること
が重要である。
ロック共重合体(D)を必須成分として含有させること
が重要である。
【0048】ポリスチレン系ブロック共重合体(D)に
は、ガラス転移温度が25℃以上、好ましくは50℃以
上の芳香族ビニル炭化水素重合体ブロックとガラス転移
温度が0℃以下、好ましくは−25℃以下の共役ジエン
重合体ブロックからなる線状、放射状、分枝状のブロッ
ク共重合体が含まれる。
は、ガラス転移温度が25℃以上、好ましくは50℃以
上の芳香族ビニル炭化水素重合体ブロックとガラス転移
温度が0℃以下、好ましくは−25℃以下の共役ジエン
重合体ブロックからなる線状、放射状、分枝状のブロッ
ク共重合体が含まれる。
【0049】前記の共役ジエンとしては、ブタジエン(
1,3−ブタジエン)、イソプレン(2−メチル−1,
3−ブタジエン)、メチルイソプレン(2,3−ジメチ
ル−1,3−ブタジエン)、1,3−ペンタジエンなど
があり、中でもブタジエン、イソプレンが好ましく用い
られる。
1,3−ブタジエン)、イソプレン(2−メチル−1,
3−ブタジエン)、メチルイソプレン(2,3−ジメチ
ル−1,3−ブタジエン)、1,3−ペンタジエンなど
があり、中でもブタジエン、イソプレンが好ましく用い
られる。
【0050】ポリスチレン系ブロック共重合体(D)中
に占めるガラス相ブロックである芳香族ビニル炭化水素
重合体ブロックの割合は10〜50重量%、ゴム相ブロ
ックである共役ジエン重合体ブロックの割合は90〜5
0重量%が好ましい。
に占めるガラス相ブロックである芳香族ビニル炭化水素
重合体ブロックの割合は10〜50重量%、ゴム相ブロ
ックである共役ジエン重合体ブロックの割合は90〜5
0重量%が好ましい。
【0051】ガラス相ブロックとゴム相ブロックとの組
み合わせは多数あり、そのいずれでもよいが、ガラス相
ブロックとゴム相ブロックとが一つずつ結合したジブロ
ック共重合体、ゴム相ブロックの両端にガラス相ブロッ
クが結合したトリブロック共重合体が特に好ましい。こ
の場合のガラス相ブロックの数平均分子量は好ましくは
1,000〜100,000、特に好ましくは2,00
0〜50,000であり、ゴム相ブロックの数平均分子
量は好ましくは5,000〜200,000、特に好ま
しくは10,000〜100,000である。
み合わせは多数あり、そのいずれでもよいが、ガラス相
ブロックとゴム相ブロックとが一つずつ結合したジブロ
ック共重合体、ゴム相ブロックの両端にガラス相ブロッ
クが結合したトリブロック共重合体が特に好ましい。こ
の場合のガラス相ブロックの数平均分子量は好ましくは
1,000〜100,000、特に好ましくは2,00
0〜50,000であり、ゴム相ブロックの数平均分子
量は好ましくは5,000〜200,000、特に好ま
しくは10,000〜100,000である。
【0052】ポリスチレン系ブロック共重合体(D)に
は上記のブロック共重合体の不飽和結合の一部が水素添
加により還元された水添ブロック共重合体も含まれる。
は上記のブロック共重合体の不飽和結合の一部が水素添
加により還元された水添ブロック共重合体も含まれる。
【0053】ここで、芳香族ビニル炭化水素重合体ブロ
ックの芳香族二重結合の25%以下および共役ジエン重
合体ブロックの脂肪族二重結合の80%以上が水添され
ていることが好ましい。
ックの芳香族二重結合の25%以下および共役ジエン重
合体ブロックの脂肪族二重結合の80%以上が水添され
ていることが好ましい。
【0054】ポリスチレン系ブロック共重合体(D)の
好ましい具体例としては、ポリスチレン/ポリブタジエ
ン/ポリスチレントリブロック共重合体(SBS)、ポ
リスチレン/ポリイソプレン/ポリスチレントリブロッ
ク共重合体(SIS)、SBSの水添共重合体(SEB
S)、SISの水添共重合体、ポリスチレン/ポリイソ
プレンジブロック共重合体、ポリスチレン/ポリイソプ
レンジブロック共重合体の水添共重合体(SEP)など
があげられる。
好ましい具体例としては、ポリスチレン/ポリブタジエ
ン/ポリスチレントリブロック共重合体(SBS)、ポ
リスチレン/ポリイソプレン/ポリスチレントリブロッ
ク共重合体(SIS)、SBSの水添共重合体(SEB
S)、SISの水添共重合体、ポリスチレン/ポリイソ
プレンジブロック共重合体、ポリスチレン/ポリイソプ
レンジブロック共重合体の水添共重合体(SEP)など
があげられる。
【0055】本発明においてポリスチレン系ブロック共
重合体(D)の配合量は通常0.2〜10重量%、好ま
しくは0.5〜5重量%である。0.2重量%未満では
半田耐熱性、耐湿信頼性に対する向上効果がほとんど現
れず、10重量%を越えると流動性が低下するため成形
が困難になり実用的ではない。
重合体(D)の配合量は通常0.2〜10重量%、好ま
しくは0.5〜5重量%である。0.2重量%未満では
半田耐熱性、耐湿信頼性に対する向上効果がほとんど現
れず、10重量%を越えると流動性が低下するため成形
が困難になり実用的ではない。
【0056】本発明において、ポリスチレン系ブロック
共重合体(D)が半田耐熱性や耐湿信頼性の向上に寄与
する理由はまだ明らかではないが、ポリスチレン系ブロ
ック共重合体がエポキシ樹脂硬化物を疎水化することと
、ポリスチレン系ブロック共重合体中の共役ジエン重合
体ブロックが広い温度範囲にわたって半導体チップとエ
ポキシ樹脂硬化物との間に発生する内部応力を低減させ
ることの二つの効果の相乗作用によるものと推定され、
本発明のエポキシ樹脂組成物ではこのポリスチレン系ブ
ロック共重合体による作用と先に述べたフェノール系化
合物(b)の作用、無機充填材(C)の高充填による低
吸水作用の三つの作用の相乗効果により各々単独の寄与
からは予想し得ないほどの優れた半田耐熱性を示したも
のと推定される。
共重合体(D)が半田耐熱性や耐湿信頼性の向上に寄与
する理由はまだ明らかではないが、ポリスチレン系ブロ
ック共重合体がエポキシ樹脂硬化物を疎水化することと
、ポリスチレン系ブロック共重合体中の共役ジエン重合
体ブロックが広い温度範囲にわたって半導体チップとエ
ポキシ樹脂硬化物との間に発生する内部応力を低減させ
ることの二つの効果の相乗作用によるものと推定され、
本発明のエポキシ樹脂組成物ではこのポリスチレン系ブ
ロック共重合体による作用と先に述べたフェノール系化
合物(b)の作用、無機充填材(C)の高充填による低
吸水作用の三つの作用の相乗効果により各々単独の寄与
からは予想し得ないほどの優れた半田耐熱性を示したも
のと推定される。
【0057】本発明のエポキシ樹脂組成物にはハロゲン
化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物、リン化合物など
の難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、カーボン
ブラックなどの着色剤、シリコーンゴム、変性ニトリル
ゴム、変性ポリブタジエンゴムなどのエラストマー、ポ
リエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪
酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミ
ド、パラフィンワックスなどの離型剤を任意に添加する
ことができる。
化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物、リン化合物など
の難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、カーボン
ブラックなどの着色剤、シリコーンゴム、変性ニトリル
ゴム、変性ポリブタジエンゴムなどのエラストマー、ポ
リエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪
酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミ
ド、パラフィンワックスなどの離型剤を任意に添加する
ことができる。
【0058】本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練す
ることが好ましく、たとえばニーダー、ロール、単軸も
しくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練
方法を用いて溶融混練することにより、製造される。
ることが好ましく、たとえばニーダー、ロール、単軸も
しくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練
方法を用いて溶融混練することにより、製造される。
【0059】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
る。
【0060】実施例1〜9、比較例1〜5表1に示した
配合物および表2に示したポリスチレン系ブロック共重
合体を、各々表3および表4に示した組成比でミキサ−
を用いてドライブレンドした。これを、バレル設定温度
90℃の二軸の押出機を用いて溶融混練後、冷却・粉砕
してエポキシ樹脂組成物を製造した。
配合物および表2に示したポリスチレン系ブロック共重
合体を、各々表3および表4に示した組成比でミキサ−
を用いてドライブレンドした。これを、バレル設定温度
90℃の二軸の押出機を用いて溶融混練後、冷却・粉砕
してエポキシ樹脂組成物を製造した。
【0061】
【表1】
【0062】
【表2】
【0063】
【表3】
【0064】
【表4】
【0065】この組成物を用い、以下に示した半田耐熱
性試験、耐湿信頼性試験、成形性の確認を行った。
性試験、耐湿信頼性試験、成形性の確認を行った。
【0066】半田耐熱性試験:80pinQFPデバイ
ス(パッケージサイズ:17×17×1.7mm、チッ
プサイズ:9×9×0.5mm)を、低圧トランスファ
ー成形機を用いて175℃×120秒の条件で成形し、
175℃で12時間硬化させた。このテストデバイス1
6個を、85℃/85%RHで所定の時間加湿させた後
、260℃に加熱した半田浴に10秒間浸漬してクラッ
クの発生したデバイスを不良とした。また、24時間加
湿後、半田浴に浸漬したデバイスのうちクラックの発生
しなかったデバイスを超音波探傷装置により内部観察し
、チップとの剥離の有無を調べた。
ス(パッケージサイズ:17×17×1.7mm、チッ
プサイズ:9×9×0.5mm)を、低圧トランスファ
ー成形機を用いて175℃×120秒の条件で成形し、
175℃で12時間硬化させた。このテストデバイス1
6個を、85℃/85%RHで所定の時間加湿させた後
、260℃に加熱した半田浴に10秒間浸漬してクラッ
クの発生したデバイスを不良とした。また、24時間加
湿後、半田浴に浸漬したデバイスのうちクラックの発生
しなかったデバイスを超音波探傷装置により内部観察し
、チップとの剥離の有無を調べた。
【0067】耐湿信頼性試験:80pinQFPデバイ
スにアルミ配線を施した模擬素子を搭載し、低圧トラン
スファー成形機を用いて175℃×120秒の条件で成
形、175℃で12時間硬化させた。このテストデバイ
スを85℃/85%RHで所定の時間加湿させた後、2
60℃に加熱した半田浴に10秒間浸漬した。半田浸漬
後のテストデバイスをクラックの発生の有無にかかわら
ず143℃/100%RHの条件でPCTを行い、ワイ
ブル分布における特性寿命を求めた。
スにアルミ配線を施した模擬素子を搭載し、低圧トラン
スファー成形機を用いて175℃×120秒の条件で成
形、175℃で12時間硬化させた。このテストデバイ
スを85℃/85%RHで所定の時間加湿させた後、2
60℃に加熱した半田浴に10秒間浸漬した。半田浸漬
後のテストデバイスをクラックの発生の有無にかかわら
ず143℃/100%RHの条件でPCTを行い、ワイ
ブル分布における特性寿命を求めた。
【0068】成形性(充填性):半田耐熱性試験に用い
る80pinQFPデバイスを、成形後に目視および顕
微鏡を用いて観察し、未充填の有無を調べた。
る80pinQFPデバイスを、成形後に目視および顕
微鏡を用いて観察し、未充填の有無を調べた。
【0069】表5にみられるように、本発明のエポキシ
樹脂組成物(実施例1〜9)は半田耐熱性および耐湿信
頼性、成形性に優れている。これに対してフェノール系
化合物(b)の含有量が本発明の範囲を外れる比較例1
および比較例4ではそれぞれ半田耐熱性が悪く、成形性
にも問題がある。また、ポリスチレン系ブロック共重合
体(D)を含有しない比較例2および比較例3では耐湿
信頼性が非常に悪く、半田耐熱性も劣っており、チップ
面の剥離も発生している。また、無機充填材の含有量が
本発明の範囲を外れる比較例5では半田耐熱性、耐湿信
頼性がともに悪い。
樹脂組成物(実施例1〜9)は半田耐熱性および耐湿信
頼性、成形性に優れている。これに対してフェノール系
化合物(b)の含有量が本発明の範囲を外れる比較例1
および比較例4ではそれぞれ半田耐熱性が悪く、成形性
にも問題がある。また、ポリスチレン系ブロック共重合
体(D)を含有しない比較例2および比較例3では耐湿
信頼性が非常に悪く、半田耐熱性も劣っており、チップ
面の剥離も発生している。また、無機充填材の含有量が
本発明の範囲を外れる比較例5では半田耐熱性、耐湿信
頼性がともに悪い。
【0070】
【表5】
【0071】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、特定の
硬化剤、特定の割合の無機充填材、ポリスチレン系ブロ
ック共重合体を配合したために、半田耐熱性、耐湿信頼
性および成形性に優れている。
硬化剤、特定の割合の無機充填材、ポリスチレン系ブロ
ック共重合体を配合したために、半田耐熱性、耐湿信頼
性および成形性に優れている。
Claims (2)
- 【請求項1】 エポキシ樹脂(A)、フェノール系硬
化剤(B)、無機充填材(C)、ポリスチレン系ブロッ
ク共重合体(D)とを必須成分として含有してなる樹脂
組成物であって、前記フェノール系硬化剤(B)が次の
一般式(I) 【化1】 (ただし、R1 〜R4 は水素原子、C1 〜C4
の低級アルキル基を示す。)で表されるフェノール系化
合物(b)を硬化剤中に50重量%以上含有し、かつ前
記無機充填材(C)の割合が全体の75〜87重量%で
あるエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項2】 前記エポキシ樹脂(A)が次の一般式
(II) 【化2】 (ただし、R1 〜R8 は水素原子、C1 〜C4
の低級アルキル基またはハロゲン原子を示す。)で表さ
れるエポキシ樹脂(a1 )、および、次の一般式(I
II)【化3】 (ただし、R1 〜R8 のうち2つは2,3−エポキ
シプロポキシ基であり、残りは水素原子、C1 〜C4
の低級アルキル基またはハロゲン原子を示す。)で表
されるエポキシ樹脂(a2 )の一方または両方を必須
成分として含有する請求項1記載のエポキシ樹脂組成物
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070859A JPH04306224A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070859A JPH04306224A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04306224A true JPH04306224A (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=13443710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3070859A Pending JPH04306224A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04306224A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08325357A (ja) * | 1995-03-28 | 1996-12-10 | Toray Ind Inc | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002527551A (ja) * | 1998-10-13 | 2002-08-27 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 高強度エポキシ接着剤およびその使用 |
| JP2006527278A (ja) * | 2003-06-06 | 2006-11-30 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | 硬化性難燃性エポキシ樹脂組成物 |
| JP2020152775A (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社カネカ | エポキシ樹脂組成物及び接着剤 |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP3070859A patent/JPH04306224A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08325357A (ja) * | 1995-03-28 | 1996-12-10 | Toray Ind Inc | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
| JP2002527551A (ja) * | 1998-10-13 | 2002-08-27 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 高強度エポキシ接着剤およびその使用 |
| JP2006527278A (ja) * | 2003-06-06 | 2006-11-30 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | 硬化性難燃性エポキシ樹脂組成物 |
| JP2020152775A (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社カネカ | エポキシ樹脂組成物及び接着剤 |
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