JPH0468345B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の技術分野］ 本発明は、特性バランスの優れた封止用樹脂組
成物に関する。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 従来、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、セラミツクを用いたハーメチツクシール方式
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、ノボラツク型フエ
ノール樹脂等の硬化剤が用いられている。硬化剤
の中でも、ノボラツク型フエ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、大電力化に伴ない熱放散性
のより優れた半導体封止用樹脂が要望されてき
た。 ところがノボラツク型フエ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とからなる
樹脂組成物は、熱膨脹係数が小さく、耐湿性が良
く、温寒サイクル試験によるボンデイングワイヤ
のオープン、樹脂クラツク、ペレツトクラツク等
に優れているという特徴を有するものの、熱伝導
率が小さいため熱放散が悪く、消費電力の大きい
電力用半導体装置では、その機能が果せなくなる
欠点がある。一方、ノボラツク型フエノール樹脂
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、熱伝導率が大きくなつ
て、熱放散も良好であるが、熱膨脹係数が大き
く、また耐湿性に対する信頼性が悪いという欠点
がある。そして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。また溶融シリカや結晶性シリカ粉末の配合割
合を上げると、熱伝導率、熱放散性が良好とな
り、しかも熱膨脹係数も小さくなるが、溶融シリ
カ粉末や結晶性シリカ粉末の分散性が低下し、ま
たコンパウンドの粘度が増加し成形性が悪くなつ
て実用に適さない欠点があり、従つて封止用樹脂
組成物の高熱伝導化にはおのずから限界があつ
た。 ［発明の目的］ 本発明は、前記の欠点を解消するためになされ
たもので、その目的は、熱伝導率が大きく熱放散
性に優れ、熱膨脹係数が小さく、耐湿性に対する
信頼性も高く、かつ、成形性のよい特性バランス
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。 ［発明の概要］ 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意
検討を重ねた結果、９，10−ジハイドロ−９−オ
キサ−10−ホスフアフエナントレン−10−オキサ
イドを配合すれば、熱伝導率が大きく、熱膨脹係
数が小さく、耐湿信頼性、成形性に優れるなど、
上記目的を満足させることを見いだし、本発明に
至つたものである。 即ち、本発明は、 (A) エポキシ樹脂、 (B) ノボラツク型フエノール樹脂、 (C) ９，10−ジハイドロ−９−オキサ−10−ホス
フアフエナントレン−10−オキサイドおよび (D) 無機質充填材 を必須成分とし、(C)の９，10−ジハイドロ−９−
オキサ−10−ホスフアフエナントレン−10−オキ
サイドを、樹脂組成物に対して0.02〜5.0重量％
含有することを特徴とする封止用樹脂組成物で、
無機質充填材を樹脂組成物に対して30〜90重量％
含有することが望ましいものである。 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
る限り、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含むことができ
る。例えば、ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂、
フエノールノボラツク型エポキシ樹脂、クレゾー
ルノボラツク型エポキシ樹脂などのグリシジルエ
ーテル型エポキシ樹脂が挙げられ、またグリシジ
ルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型
エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式
エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ハロゲン
化エポキシ樹脂、更に次の一般式で示されるエポ
キシノボラツク系樹脂が挙げられる。 （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、ｎは１以上の整数をそれぞれ表す） これらのエポキシ樹脂は１種もしくは２種以上
混合して使用する。 本発明に用いる(B)ノボラツク型フエノール樹脂
としては、フエノール、アルキルフエノール等の
フエノール類とホルムアルデヒド或いはパラホル
ムアルデヒドを反応させて得られるノボラツク型
フエノール樹脂およびこれらの変性樹脂、例えば
フエノールノボラツク樹脂、クレゾールノボラツ
ク樹脂、tert−ブチルフエノールノボラツク樹
脂、ノニルフエノールノボラツク樹脂等が挙げら
れる。これらは単独もしくは２種以上混合して使
用する。これらのノボラツク型フエノール樹脂は
エポキシ樹脂の硬化剤として使用するものである
からその配合比が著しくアンバランスにならない
ようにすることが望ましい。 本発明に用いる(C)９，10−ジハイドロ−９−オ
キサ−10−ホスフアフエナントレン−10−オキサ
イドとしては、次の構造式を有するもので本発明
の最も重要な成分をなすものである。 この９，10−ジハイドロ−９−オキサ−10−ホ
スフアフエナントレン−10−オキサイドの配合量
は、樹脂組成物に対して0.02〜5.0重量％含有す
ることが好ましい。その理由は、0.02重量％未満
であると無機質充填材の分散性に効果なくまた粘
度が増加し好ましくない。また5.0重量％を超え
ると効果がそれ以上あがらずまたコスト高となり
好ましくない。従つて、上記の範囲であれば、無
機質充填材の分散性がよく、熱伝導率が大きく、
熱膨脹係数が小さい、耐湿性も良い組成物とな
る。 本発明に用いる(D)無機質充填材としては、シリ
カ粉末、アルミナ粉末、三酸化アンチモン、タル
ク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、クレー、
マイカ、ベンガラ、ガラス繊維、炭素繊維等が挙
げられ、これらは単独もしくは２種以上混合して
用いる。無機質充填材の配合量は、用途、樹脂分
によつても異なるが、樹脂組成物に対して30〜90
重量％含有することが望ましい。30重量％未満あ
るいは90重量％を超えると成形性が悪く実用に適
さない。 本発明の封止用樹脂組成物は、(A)エポキシ樹
脂、(B)ノボラツク型フエノール樹脂、(C)９，10−
ジハイドロ−９−オキサ−10−ホスフアフエナン
トレン−10−オキサイドおよび(D)無機質充填材を
必須成分とするが、必要に応じて、例えば天然ワ
ツクス類、合成ワツクス類、直鎖脂肪酸の金属
塩、酸アミドもしくはエステル類、パラフイン類
等の離型剤、塩素化パラフイン、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、カーボンブラツク、ベンガラ等の着色
剤、シランカツプリング剤、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調
製する場合の一般的な方法としては、前述のエポ
キシ樹脂、ノボラツク型フエノール樹脂、９，10
−ジハイドロ−９−オキサ−10−ホスフアフエナ
ントレン−10−オキサイドおよび無機質充填材そ
の他を配合し、ミキサー等によつて十分均一に混
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。そしてこの成形材料を電子部品ある
いは電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用し、優
れた特性と信頼性を付与させることができる。 ［発明の実施例］ 次に本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。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 クレゾールノボラツクエポキシ樹脂（エポキシ
当量215）18％に、ノボラツク型フエノール樹脂
（フエノール当量107）９％、結晶性シリカ粉末
69.5％、９，10−ジハイドロ−９−オキサ−10−
ホスフアフエナントレン−10−オキサイド0.5％、
離型剤等３％を常温で混合し、更に90〜95℃で混
練して封止用樹脂組成物を製造した。 実施例 ２ 実施例１における結晶性シリカ粉末69.5％の代
わりに、六方晶型窒化ケイ素粉末30％と結晶性シ
リカ粉末40％を用いた以外はすべて実施例１と同
一にして封止用樹脂組成物を製造した。 実施例 ３ クレゾールノボラツクエポキシ樹脂（エポキシ
当量215）10％に、ノボラツク型フエノール樹脂
（フエノール当量107）５％、結晶性シリカ粉末
81.5％、９，10−ジハイドロ−９−オキサ−10−
ホスフアフエナントレン−10−オキサイド0.5％、
離型剤等３％を常温で混合し、更に90〜95℃で混
練して封止用樹脂組成物を製造した。 比較例 １ クレゾールノボラツクエポキシ樹脂（エポキシ
当量215）18％に、ノボラツク型フエノール樹脂
（フエノール当量107）９％、溶融シリカ粉末70
％、離型剤等３％を実施例１と同様に操作処理し
て封止用樹脂組成物を製造した。 比較例 ２ 比較例１における溶融シリカ粉末70％の代わり
に結晶性シリカ粉末70％を用いた以外はすべて比
較例１と同一にして封止用樹脂組成物を製造し
た。 比較例 ３ クレゾールノボラツクエポキシ樹脂（エポキシ
当量215）10％に、ノボラツク型フエノール樹脂
（フエノール当量107）５％、結晶性シリカ粉末85
％、離型剤等３％を比較例１と同様にして封止用
樹脂組成物を製造した。 上記の実施例および比較例で製造した６種の封
止用樹脂組成物をそれぞれ粉砕して成形材料と
し、この成形材料をタブレツト化し、予熱してト
ランスフアー成形で、170℃に加熱した金型内に
注入硬化させて成形品を得た。得られた成形品に
ついて熱伝導率、熱膨脹係数を試験したので、第
１表に示した。同表の結果から本発明の組成物は
比較例に比べて同等又は優れていることが判る。
また成形性、耐湿性も試験したので第１表に示し
たが本発明の組成物が成形性・耐湿性に優れてい
ることが判る。

【表】 ［発明の効果］ 本発明の封止用樹脂組成物は、熱伝導率が大き
く熱放散性がよく、また熱膨脹係数が小さく、耐
湿性、成形性に優れているため温寒サイクル試験
のボンデイングワイヤのオープン、樹脂クラツ
ク、ペレツトクラツクがなく消費電力の大きい電
力用半導体装置等の機器に好適である。更にこの
樹脂組成物は特性バランスに優れており、電子・
電気部品の封止用にすれば、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) ノボラツク型フエノール樹脂、 (C) ９，10−ジハイドロ−９−オキサ−10−ホス
   フアフエナントレン−10−オキサイドおよび (D) 無機質充填材 を必須成分とし、(C)の９，10−ジハイドロ−９−
   オキサ−10−ホスフアフエナントレン−10−オキ
   サイドを、樹脂組成物に対して0.02〜5.0重量％
   含有することを特徴とする封止用樹脂組成物。 ２ 無機質充填材を樹脂組成物に対して30〜90重
   量％含有する特許請求の範囲第１項記載の封止用
   樹脂組成物。