JPH05148428A - 複合充填材及びこの複合充填材を配合したエポキシ樹脂組 成物 - Google Patents
複合充填材及びこの複合充填材を配合したエポキシ樹脂組 成物Info
- Publication number
- JPH05148428A JPH05148428A JP4467191A JP4467191A JPH05148428A JP H05148428 A JPH05148428 A JP H05148428A JP 4467191 A JP4467191 A JP 4467191A JP 4467191 A JP4467191 A JP 4467191A JP H05148428 A JPH05148428 A JP H05148428A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複合充填材の配合によって、封止材に適した
エポシキ樹脂組成物の低応力化をはかる。 【構成】 シリカを芯材粒子、０. １〜１０μｍのスチ
レン系樹脂を壁材粒子に用い、芯材粒子と壁材粒子の粒
径比が８：１以上で重量比が１２：１以上である複合充
填材、エボキシ樹脂及び硬化剤を配合してエポキシ樹脂
組成物とする。
エポシキ樹脂組成物の低応力化をはかる。 【構成】 シリカを芯材粒子、０. １〜１０μｍのスチ
レン系樹脂を壁材粒子に用い、芯材粒子と壁材粒子の粒
径比が８：１以上で重量比が１２：１以上である複合充
填材、エボキシ樹脂及び硬化剤を配合してエポキシ樹脂
組成物とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂を主成分とした例
えば封止用の組成物に有用な複合充填材及びこの充填材
を配合した、封止用に適したエポキシ樹脂組成物に関す
る。
えば封止用の組成物に有用な複合充填材及びこの充填材
を配合した、封止用に適したエポキシ樹脂組成物に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、高集積４ｂｉｔ、１６ｂｉｔ用Ｌ
ＳＩ用に適した封止材の分野においては、半導体チップ
の大型化にともない耐はんだ性とともに高度な低応力性
が付与された材料の開発が必要とされ、封止材に配合さ
れる充填材による効果が期待されている。低応力化のた
めには、低線膨張率化と低弾性率化が必要であるが、そ
のうち低線膨張率化については、これまで数種の粒子を
複合した複合充填材が有する低い熱膨張性を利用する研
究がなされている。この複合充填材の低線膨張性を実現
するには、例えばＫＥＲＮＥＲ式に基づいたシリカの高
充填化による方法及びシリコーン樹脂変性による手法が
検討されてきたが、いずれも他の粒子の物性とのトレー
ドオフを生じ、今後はさらなる低線膨張率化を目指すに
は、新たな開発が必要である。
ＳＩ用に適した封止材の分野においては、半導体チップ
の大型化にともない耐はんだ性とともに高度な低応力性
が付与された材料の開発が必要とされ、封止材に配合さ
れる充填材による効果が期待されている。低応力化のた
めには、低線膨張率化と低弾性率化が必要であるが、そ
のうち低線膨張率化については、これまで数種の粒子を
複合した複合充填材が有する低い熱膨張性を利用する研
究がなされている。この複合充填材の低線膨張性を実現
するには、例えばＫＥＲＮＥＲ式に基づいたシリカの高
充填化による方法及びシリコーン樹脂変性による手法が
検討されてきたが、いずれも他の粒子の物性とのトレー
ドオフを生じ、今後はさらなる低線膨張率化を目指すに
は、新たな開発が必要である。
【０００３】他方粒子表面の改質によるものとして、従
来から広く検討されてきたトポケミカルな改質の他に
も、メカノケミカルな改質、コーティングによる改質、
湿式法でカプセル化する改質、高エネルギー利用による
改質、沈澱反応を利用した改質など多くの手法が検討さ
れてきた。これらのうちメカノケミカルな改質について
着目したところ、これまで芯材粒子、壁材粒子に有機
物、金属、セラミックを用いた系で検討されており、粒
子の流動性、分散性、電気的特性をはじめ種々の特性の
制御が試みられている。
来から広く検討されてきたトポケミカルな改質の他に
も、メカノケミカルな改質、コーティングによる改質、
湿式法でカプセル化する改質、高エネルギー利用による
改質、沈澱反応を利用した改質など多くの手法が検討さ
れてきた。これらのうちメカノケミカルな改質について
着目したところ、これまで芯材粒子、壁材粒子に有機
物、金属、セラミックを用いた系で検討されており、粒
子の流動性、分散性、電気的特性をはじめ種々の特性の
制御が試みられている。
【０００４】本発明者等は、これまで成形品の線膨張率
を低下させるために、樹脂組成物中に配合されるシリカ
の高充填化及びこのシリカの表面改質としてシリコーン
樹脂による変性を試みてきた。しかし充填材量を増加す
ると樹脂組成物の流動性の低下、弾性率の増加等の現象
が生じ、またシリコーン樹脂で変性を行うと流動性の低
下、強度の低下等の現象が生じる。
を低下させるために、樹脂組成物中に配合されるシリカ
の高充填化及びこのシリカの表面改質としてシリコーン
樹脂による変性を試みてきた。しかし充填材量を増加す
ると樹脂組成物の流動性の低下、弾性率の増加等の現象
が生じ、またシリコーン樹脂で変性を行うと流動性の低
下、強度の低下等の現象が生じる。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】したがって、この発明
の解決する課題は、封止材の低応力化に有効な複合充填
材及びこの複合充填材を配合した封止用に適したエポキ
シ樹脂組成物を提供する点にある。
の解決する課題は、封止材の低応力化に有効な複合充填
材及びこの複合充填材を配合した封止用に適したエポキ
シ樹脂組成物を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る複合充填
材は、シリカを芯材粒子として用い、この芯材粒子の表
面にスチレン系樹脂を壁材粒子として付着させてカプセ
ル化した複合充填材であって、かつ壁材粒子が０．１μ
ｍ〜１０μｍで、芯材粒子と壁材粒子の粒径比が８：１
以上で、重量比が１２：１以上である点を特徴とするも
のである。
材は、シリカを芯材粒子として用い、この芯材粒子の表
面にスチレン系樹脂を壁材粒子として付着させてカプセ
ル化した複合充填材であって、かつ壁材粒子が０．１μ
ｍ〜１０μｍで、芯材粒子と壁材粒子の粒径比が８：１
以上で、重量比が１２：１以上である点を特徴とするも
のである。
【０００７】そして他の発明に係るエポキシ樹脂組成物
は、エポキシ樹脂、硬化剤、及び複合充填材を配合して
なるエポキシ樹脂組成物において、上記の複合充填材が
シリカを芯材粒子として用い、この芯材粒子の表面にス
チレン系樹脂を壁材粒子として付着させてカプセル化し
た複合充填材であって、かつ壁材粒子が０．１μｍ〜１
０μｍで、芯材粒子と壁材粒子の粒径比が８：１以上
で、重量比が１２：１以上である複合充填材である点を
特徴とするものである。
は、エポキシ樹脂、硬化剤、及び複合充填材を配合して
なるエポキシ樹脂組成物において、上記の複合充填材が
シリカを芯材粒子として用い、この芯材粒子の表面にス
チレン系樹脂を壁材粒子として付着させてカプセル化し
た複合充填材であって、かつ壁材粒子が０．１μｍ〜１
０μｍで、芯材粒子と壁材粒子の粒径比が８：１以上
で、重量比が１２：１以上である複合充填材である点を
特徴とするものである。
【０００８】以下、この発明を詳しく説明する。複合充
填材を構成する芯材粒子としてのシリカとしては、溶融
シリカが適切である。このシリカの粒径は、１００μｍ
以下０. １μｍ以上が好ましい。その理由は、上限を越
えると、たとえば封止用の樹脂組成物の充填材として用
いた場合、半導体を封止するためにこの樹脂組成物を成
形したときにゲート詰まりを起こしやすく、また樹脂組
成物の流動性が低下し、成形しにくいからである。
填材を構成する芯材粒子としてのシリカとしては、溶融
シリカが適切である。このシリカの粒径は、１００μｍ
以下０. １μｍ以上が好ましい。その理由は、上限を越
えると、たとえば封止用の樹脂組成物の充填材として用
いた場合、半導体を封止するためにこの樹脂組成物を成
形したときにゲート詰まりを起こしやすく、また樹脂組
成物の流動性が低下し、成形しにくいからである。
【０００９】複合充填材を構成する壁材粒子としてのス
チレン系樹脂の粒径は、小さくなるほど、芯材粒子との
相互作用が大きくなる点で１０μｍ以下に制限される。
チレン系樹脂の粒径は、小さくなるほど、芯材粒子との
相互作用が大きくなる点で１０μｍ以下に制限される。
【００１０】さらに芯材粒子と壁材粒子との粒径比は、
両粒子間で強い相互作用を有するためには比較的大きな
芯材粒子に対し付着力の高い小さな壁材粒子を用いるこ
とが有効である。
両粒子間で強い相互作用を有するためには比較的大きな
芯材粒子に対し付着力の高い小さな壁材粒子を用いるこ
とが有効である。
【００１１】また、芯材粒子のシリカは、粒径が０. １
μｍ〜１００μｍの粒子が好ましく、壁材粒子のスチレ
ン系樹脂は、粒径が０. １μｍ〜１０μｍの粒子が好ま
しく、さらには０. １μｍ〜１μｍの粒子が好ましい。
そして芯材粒子と壁材粒子の粒径比は、８：１以上に制
限され、さらには１０：１以上が好ましい。その上に、
芯材粒子と壁材粒子の重量比は、１２：１以上であるこ
とが必要で、さらには１５：１以上に制限するとより効
果的である。
μｍ〜１００μｍの粒子が好ましく、壁材粒子のスチレ
ン系樹脂は、粒径が０. １μｍ〜１０μｍの粒子が好ま
しく、さらには０. １μｍ〜１μｍの粒子が好ましい。
そして芯材粒子と壁材粒子の粒径比は、８：１以上に制
限され、さらには１０：１以上が好ましい。その上に、
芯材粒子と壁材粒子の重量比は、１２：１以上であるこ
とが必要で、さらには１５：１以上に制限するとより効
果的である。
【００１２】芯材粒子の溶融シリカに壁材粒子のスチレ
ン系樹脂を付着させるには、既知の機械的混合法を用い
ることができる。例示すると自動乳鉢による乾式単純混
合法、メカノヒュージョンシステムによる機械化学的表
面融合法、ハイブリダイザーによる高速気流中衝撃法、
メカノミルによる乾式コーティング法等がある。中でも
強力な剪断力を利用した機械化学的表面融合法と、強力
な衝撃力を利用した高速気流中衝撃法が高メカノエネル
ギー下で芯材粒子と壁材粒子の相互作用を強め、スチレ
ン系樹脂のシリカへの効率のよい付着、カプセル化が実
現できる。
ン系樹脂を付着させるには、既知の機械的混合法を用い
ることができる。例示すると自動乳鉢による乾式単純混
合法、メカノヒュージョンシステムによる機械化学的表
面融合法、ハイブリダイザーによる高速気流中衝撃法、
メカノミルによる乾式コーティング法等がある。中でも
強力な剪断力を利用した機械化学的表面融合法と、強力
な衝撃力を利用した高速気流中衝撃法が高メカノエネル
ギー下で芯材粒子と壁材粒子の相互作用を強め、スチレ
ン系樹脂のシリカへの効率のよい付着、カプセル化が実
現できる。
【００１３】この複合充填材を配合したエポキシ樹脂組
成物は、ロール、ニーダ、バンバリーミキサー等を用い
て混合して得られる。エポキシ樹脂組成物の配合するエ
ポキシ樹脂の代表的な化合物は、一般に使用されている
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、その他たとえば下記一般
式で表されたビフェニール型エポキシ樹脂が用いられ
る。
成物は、ロール、ニーダ、バンバリーミキサー等を用い
て混合して得られる。エポキシ樹脂組成物の配合するエ
ポキシ樹脂の代表的な化合物は、一般に使用されている
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、その他たとえば下記一般
式で表されたビフェニール型エポキシ樹脂が用いられ
る。
【００１４】
【化１】
【００１５】また、硬化剤の一例を示すと、一般に使用
されているフェノールノボラック、クレゾールノボラッ
ク、その他たとえば下記一般式で示されるジシクロペ
ンタジエン・フェノール重合体が用いられる。
されているフェノールノボラック、クレゾールノボラッ
ク、その他たとえば下記一般式で示されるジシクロペ
ンタジエン・フェノール重合体が用いられる。
【００１６】
【化２】
【００１７】そして硬化促進剤としては、たとえば、
１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−
７、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、
トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ト
リス（ジメチルアミノメチル）フェノール等の三級アミ
ン類；２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−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
ダゾール等のイミダゾール類；トリブチルホスフィン、
メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィ
ン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の有
機ホスフィン類；テトラフェニルホスホニウムテトラフ
ェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニ
ルボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾールテト
ラフェニルボレート、Ｎ−メチルモルホリンテトラフェ
ニルボレート等のテトラフェニルボロン塩等がある。
１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−
７、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、
トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ト
リス（ジメチルアミノメチル）フェノール等の三級アミ
ン類；２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−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
ダゾール等のイミダゾール類；トリブチルホスフィン、
メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィ
ン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の有
機ホスフィン類；テトラフェニルホスホニウムテトラフ
ェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニ
ルボレート、２−エチル−４−メチルイミダゾールテト
ラフェニルボレート、Ｎ−メチルモルホリンテトラフェ
ニルボレート等のテトラフェニルボロン塩等がある。
【００１８】必要に応じて配合される離型剤としては、
たとえばカルナウバワックス、ステアリン酸、モンタン
酸、カルボキシル基含有ポリオレフィンなどがあり、ま
た必要に応じて配合される難燃剤としては三酸化アンチ
モン、臭素化フェノールノボラック等一般に使用されて
いる化合物を使用することができる。
たとえばカルナウバワックス、ステアリン酸、モンタン
酸、カルボキシル基含有ポリオレフィンなどがあり、ま
た必要に応じて配合される難燃剤としては三酸化アンチ
モン、臭素化フェノールノボラック等一般に使用されて
いる化合物を使用することができる。
【００１９】
【比較例】表１に記載のシリカ（平均粒径２３μｍ）を
芯材粒子として用い、壁材粒子であるスチレン系樹脂と
して実施例１と実施例２と比較例３においてはＭＰ−２
０２９（平均粒径０. ４μｍ）、比較例２においてはＳ
Ｐ−５０（平均粒径４μｍ）（いずれも商品名．綜研化
学（株）製）を用い、この芯材粒子に壁材粒子をメカノ
ヒュージヨンシステを用いて、１４００ｒｐｍ，１０分
の条件で付着させカプセル化し複合充填材を得た。そし
てこの複合充填材を表１に記載のとおり配合してエポキ
シ樹脂組成物とした。ここでエポキシ樹脂としては、住
友化学（株）製のＥＳＣＮ−１９５（商品名），硬化剤
としてフエノールノボラック樹脂（商品名タマノール７
５２、荒川化学（株）製），硬化促進剤として北興化学
（株）製のトリフエニルホスフィンを用い、難燃剤とし
て三酸化アンチモン、離型剤として天然カルナバワック
スを用い、これらの配合物をミキシングロールで１０分
間混練後、粉砕して得た。これを成形温度１７０℃でト
ランスファー成形して後、さらに１７０℃、４時間でア
フターキュアを行って成形品を得た。この成形品の曲げ
試験及び線膨張率を測定した。なお、線膨張率はＴＭＡ
により圧縮法で、５０℃〜１１０℃の範囲で求めた。曲
げ試験はＪＩＳ規格、Ｋ−６９１１に準処して行い、室
温での曲げ弾性率、曲げ強度を求めた。 単位：配合量（重量部） 線膨張率（Ｅ−５／℃） 曲げ強度（ｋｇｆ／ｍｍ2 ） 曲げ弾性率（ｋｇｆ／ｍｍ2 ） この物性試験により、本発明の複合充填剤を配合した樹
脂組成物によって与えられる成形品の封止に要求される
曲げ強度、曲げ弾性率及び線膨張率が改善されているこ
とが実施例を比較例に比べることによって明白である。
芯材粒子として用い、壁材粒子であるスチレン系樹脂と
して実施例１と実施例２と比較例３においてはＭＰ−２
０２９（平均粒径０. ４μｍ）、比較例２においてはＳ
Ｐ−５０（平均粒径４μｍ）（いずれも商品名．綜研化
学（株）製）を用い、この芯材粒子に壁材粒子をメカノ
ヒュージヨンシステを用いて、１４００ｒｐｍ，１０分
の条件で付着させカプセル化し複合充填材を得た。そし
てこの複合充填材を表１に記載のとおり配合してエポキ
シ樹脂組成物とした。ここでエポキシ樹脂としては、住
友化学（株）製のＥＳＣＮ−１９５（商品名），硬化剤
としてフエノールノボラック樹脂（商品名タマノール７
５２、荒川化学（株）製），硬化促進剤として北興化学
（株）製のトリフエニルホスフィンを用い、難燃剤とし
て三酸化アンチモン、離型剤として天然カルナバワック
スを用い、これらの配合物をミキシングロールで１０分
間混練後、粉砕して得た。これを成形温度１７０℃でト
ランスファー成形して後、さらに１７０℃、４時間でア
フターキュアを行って成形品を得た。この成形品の曲げ
試験及び線膨張率を測定した。なお、線膨張率はＴＭＡ
により圧縮法で、５０℃〜１１０℃の範囲で求めた。曲
げ試験はＪＩＳ規格、Ｋ−６９１１に準処して行い、室
温での曲げ弾性率、曲げ強度を求めた。 単位：配合量（重量部） 線膨張率（Ｅ−５／℃） 曲げ強度（ｋｇｆ／ｍｍ2 ） 曲げ弾性率（ｋｇｆ／ｍｍ2 ） この物性試験により、本発明の複合充填剤を配合した樹
脂組成物によって与えられる成形品の封止に要求される
曲げ強度、曲げ弾性率及び線膨張率が改善されているこ
とが実施例を比較例に比べることによって明白である。
【００２０】
【発明の効果】本発明に係る複合充填材及びこの複合充
填材を配合したエボキシ樹脂組成物は、成形品の低応力
に有効である。
填材を配合したエボキシ樹脂組成物は、成形品の低応力
に有効である。
Claims (2)
- 【請求項１】シリカを芯材粒子として用い、この芯材粒
子の表面にスチレン系樹脂を壁材粒子として付着させて
カプセル化した複合充填材であって、壁材粒子が０．１
μｍ〜１０μｍで、芯材粒子と壁材粒子の粒径比が８：
１以上で、重量比が１２：１以上である複合充填材。 - 【請求項２】エポキシ樹脂、硬化剤、及び複合充填材を
配合してなるエポキシ樹脂組成物において、上記の複合
充填材がシリカを芯材粒子として用い、この芯材粒子の
表面にスチレン系樹脂を壁材粒子として付着させてカプ
セル化した複合充填材であって、かつ壁材粒子が０．１
μｍ〜１０μｍで、芯材粒子と壁材粒子の粒径比が８：
１以上で、重量比が１２：１以上である複合充填材を配
合したエポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4467191A JPH05148428A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 複合充填材及びこの複合充填材を配合したエポキシ樹脂組 成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4467191A JPH05148428A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 複合充填材及びこの複合充填材を配合したエポキシ樹脂組 成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05148428A true JPH05148428A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=12697909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4467191A Pending JPH05148428A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 複合充填材及びこの複合充填材を配合したエポキシ樹脂組 成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05148428A (ja) |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP4467191A patent/JPH05148428A/ja active Pending
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