JPH05304001A - 電子部品封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

電子部品封止用エポキシ樹脂組成物

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JPH05304001A
JPH05304001A JP13611392A JP13611392A JPH05304001A JP H05304001 A JPH05304001 A JP H05304001A JP 13611392 A JP13611392 A JP 13611392A JP 13611392 A JP13611392 A JP 13611392A JP H05304001 A JPH05304001 A JP H05304001A
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正史 梶
Takanori Aramaki
隆範 荒牧
Kazuhiko Nakahara
和彦 中原
Shigeaki Tauchi
茂顕 田内
Makoto Yamagata
誠 山縣
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 速硬化性、流動性などの成形性に優れ、か
つ、機械的強度、耐熱性、耐クラック性等に優れた硬化
物を与える半導体素子等の電子部品封止用エポキシ樹脂
組成物を提供することにある。 【構成】 エポキシ樹脂及び硬化剤よりなるエポキシ樹
脂組成物であって、エポキシ樹脂成分として下記一般式
(1) 【化1】 で表されるエポキシ樹脂を含有する電子部品封止用エポ
キシ樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、速硬化性、流動性など
の成形性に優れ、かつ、機械的強度、耐熱性、耐クラッ
ク性等に優れた硬化物を与える半導体素子等の電子部品
封止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂を主剤とする樹脂組成物
は、注型、封止、積層板等の電気・電子分野に広く使用
されている。近年、電子部品の小型化、薄型化により、
より低粘度のエポキシ樹脂組成物が望まれている。従来
のエポキシ樹脂組成物は、比較的粘度の高いものが多
く、このため部品間の微細な間隙に樹脂が完全に流れな
いとか、気泡を巻き込んだりするなどの成形不良を起こ
し、絶縁不良や耐湿性の劣化を起こす等の問題があっ
た。
【0003】また、半導体の分野においては、プリント
基板への部品の実装の方法として、従来の装入方式から
表面実装方式への移行が進展している。表面実装方式に
おいては、パッハケージ全体がはんだ温度まで加熱さ
れ、熱衝撃によるパッケージクラックが大きな問題とな
ってきている。さらに、近年、半導体素子の高集積化、
素子サイズの大型化、配線幅の微細化が急速に進展して
おり、パッケージクラックの問題が一層深刻化してきて
いる。パッケージクラックを防止する方法として樹脂構
造の強靱化、シリカの高充填化による高強度化、低吸水
率化等の方法がある。上記問題点を克服するため、靱性
に優れ、かつ、低粘度であるエポキシ樹脂が望まれてい
る。
【0004】低粘度エポキシ樹脂としては、ビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹
脂等が一般に広く用いられているが、これらのエポキシ
樹脂において低粘度のものは常温で液状であり、用途に
よっては取扱いが困難である。さらに、これらのエポキ
シ樹脂は、耐熱性、機械的強度、靱性の点で十分ではな
い。
【0005】また、特公平4−7365号公報には、取
り扱い作業性、耐熱性、靱性等を改良したものとしてビ
フェニル系エポキシ樹脂を主剤とした半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物が提案されているが、硬化速度が遅いと
いう欠点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、速硬化性、流動性などの成形性に優れ、かつ、
機械的強度、耐熱性、耐クラック性等に優れた硬化物を
与える半導体素子等の電子部品封止用エポキシ樹脂組成
物を提供することにある。
【0007】
【課題を解決する手段】すなわち本発明は、エポキシ樹
脂及び硬化剤よりなるエポキシ樹脂組成物であって、エ
ポキシ樹脂成分として下記一般式(1)
【化2】 で表されるエポキシ樹脂を含有することを特徴とする電
子部品封止用エポキシ樹脂組成物である。
【0008】上記一般式(1)で表されるエポキシ樹脂
は、下記一般式(2)
【化3】 で表される4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル
化合物とエピクロルヒドリンと反応させることにより製
造される。この反応は、通常のエポキシ化反応と同様に
行うことができる。
【0009】例えば、4,4’−ジヒドロキシジフェニ
ルエーテルを過剰のエピクロルヒドリンに溶解した後、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水
酸化物の存在下に50〜150℃、好ましくは60〜1
20℃の範囲で1〜10時間反応させる方法が挙げられ
る。この時のエピクロルヒドリンの使用量は、水酸基1
モルに対して0.8〜2モル、好ましくは0.9〜1.
2モルの範囲である。反応終了後、過剰のエピクロルヒ
ドリンを留去し、残留物をトルエン、メチルイソブチル
ケトン等の溶剤に溶解し、濾過し、水洗して無機円を除
去し、次いで溶剤を留去することにより目的のエポキシ
樹脂を得ることができる。
【0010】上記一般式(1)において、nは0以上の
整数である。nの値はエポキシ樹脂の合成反応時に、用
いるエピクロルヒドリンの4,4’−ジヒドロキシジフ
ェニルエーテル化合物に対するモル比を変えることによ
り、容易に調整することができるが、nが0のものが5
0%以上含まれることが好ましい。nが50%に満たな
い場合は低粘度のエポキシ樹脂が得られない。また、置
換基R1 〜R8 は水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1
〜6の炭化水素基を示すが、好ましくはR1 〜R8 が水
素原子である4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテ
ルが用いられる。
【0011】本発明の樹脂組成物に使用する硬化剤とし
ては、一般にエポキシ樹脂の硬化剤として知られている
ものが使用できるが、フェノール性水酸基を有するもの
が好適に使用される。例えばビスフェノールA、ビスフ
ェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノ
ール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノー
ル、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール
等の2価のフェノール類、あるいはトリス−(4−ヒド
ロキシフェニル)エタン、フェノールノボラック、o−
クレゾールノボラック、ナフトールノボラック、ポリビ
ニルフェノール等に代表される3価以上のフェノール
類、さらにはフェノール類、ナフトール類又はビスフェ
ノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フル
オレンビスフェノール、4,4’−ビフェノール、2,
2’−ビフェノール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナ
フタレンジオール等の2価のフェノール類のホルムアル
デヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒ
ドロキシベンズアルデヒド、p−キシリレングリコール
等の縮合剤により合成される多価フェノール性化合物が
ある。また、特に透明性を要求される封止用途には、無
水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラ
ヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチ
ルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチル無水ハイミック
酸、無水ナジック酸、無水トリメリット酸等の酸無水物
類が好適に使用される。また、場合により、アミン類を
使用してもよい。本発明の樹脂組成物には、これらの硬
化剤の1種又は2種以上を混合して用いることができ
る。
【0012】また、本発明の樹脂組成物には、本発明の
必須成分として使用される4,4’−ジフェニルエーテ
ル系エポキシ樹脂以外に分子中にエポキシ基を2個以上
有する通常のエポキシ樹脂を併用してもよい。例を挙げ
れば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェ
ノールS、フルオレンビスフェノール、4,4’−ビフ
ェノール、2,2’−ビフェノール、ハイドロキノン、
レゾルシン、ナフタレンジオール等の2価のフェノール
類、あるいはトリス−(4−ヒドロキシフェニル)メタ
ン、1,1,2,2−テトラキス−(4−ヒドロキシフ
ェニル)エタン、フェノールノボラック、o−クレゾー
ルノボラック等の3価以上のフェノール類、又はテトラ
ブロモビスフェノールA等のハロゲン化ビスフェノール
類から誘導されるグリシジルエーテル化物等がある。こ
れらのエポキシ樹脂は、1種又は2種以上を混合して用
いることができるが、前記一般式(1)で表されるエポ
キシ樹脂の配合量は、エポキシ樹脂全体中5〜100%
の範囲である。
【0013】本発明の樹脂組成物には必要に応じて、従
来より公知の硬化促進剤を用いることができる。例えば
アミン類、イミダゾール類、有機ホスフィン類、ルイス
酸等がある。添加量としては、通常エポキシ樹脂100
重量部に対して、0.2〜5重量部の範囲である。
【0014】また、必要に応じて本発明の樹脂組成物に
は充填剤を使用できる。充填剤としては、例えば、球状
あるいは破砕状の溶融シリカ、結晶シリカ等のシリカ粉
末、アルミナ粉末、ガラス粉末等が使用される。
【0015】さらに必要に応じて、本発明の樹脂組成物
には、カルナバワックス、OPワックス等の離型剤、γ
−グリトキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリ
ング剤、カーボンブラック等の着色剤、三酸化アンチモ
ン等の難燃剤、シリコンオイル等の低応力化剤、ステア
リン酸カルシウム等の滑剤等を使用できる。
【0016】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。
【0017】参考例1 4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル101gを
エピクロルヒドリン462.5gに溶解し、さらにベン
ジルトリエチルアンモニウムクロライド0.3gを加
え、減圧下(150mmHg)70℃にて48%水酸化ナト
リウム水溶液83.3gを3時間かけて滴下した。この
間、生成する水はエピクロルヒドリンとの共沸により系
外に除き、留出したエピクロルヒドリンは系内に戻し
た。滴下終了後、さらに1時間反応を継続した。その
後、濾過により生成した塩を除き、さらに水洗したのち
エピクロルヒドリンを留去し、淡黄色結晶状エポキシ樹
脂146.2gを得た。エポキシ当量は169であり、
融点は86℃であった。150℃における溶融粘度は
0.2ポイズであった。得られた樹脂のMNR測定結果
を表1に示す。
【表1】
【0017】実施例1 エポキシ樹脂成分として参考例1で得られたエポキシ樹
脂(エポキシ樹脂A)、軟化点100℃のフェノールノ
ボラック硬化剤、平均粒径21μmの球状溶融シリカ粉
末、平均粒径6μmの破砕溶融シリカ粉末、硬化促進剤
(トリフェニルフォスフィン)、その他の添加剤を表2
に示す割合で混合したのち、ミキシングロールを用い、
110℃で4分間混練し、冷却後粉砕し、封止用樹脂組
成物を調製した。この封止用樹脂組成物を用いて、試験
片を作成し、曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。さら
に、84pinICを成形し、ポストキュア後85℃、
85%の恒温恒湿機中で吸湿を24時間、48時間及び
72時間行った後、260℃のはんだ浴に10秒間浸漬
させパッケージのクラックを観察した。結果を表2に示
す。
【0018】実施例2 エポキシ樹脂成分として参考例1で得られたエポキシ樹
脂(エポキシ樹脂A)及びクレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂(東都化成社製、YDCN−700)、軟化点
100℃のフェノールノボラック硬化剤、平均粒径21
μmの球状溶融シリカ粉末、平均粒径6μmの破砕溶融
シリカ粉末、硬化促進剤(トリフェニルフォスフィ
ン)、その他の添加剤を表2に示す割合で混合したの
ち、実施例1と同様にして各物性を測定した。結果を表
2に示す。
【0019】比較例1 エポキシ樹脂成分としてクレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂(東都化成社製、YDCN−700、軟化点71
℃)を用い、実施例1と同様に封止用樹脂組成物を得た
後、実施例1と同様にして各物性を測定した。結果を表
2に示す。
【0020】
【発明の効果】本発明により得られるエポキシ樹脂組成
物は、溶融状態においては極めて低粘度であるため取り
扱いが容易であり、かつ、得られた成形物は優れた硬化
物物性を示し、半導体素子等の電子部品の封止分野に好
適に使用され、耐クラック製の向上に優れた効果を示
す。
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山縣 誠 千葉県木更津市清見台3−2 5D3

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂及び硬化剤よりなるエポキ
    シ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂成分として下記一
    般式(1) 【化1】 で表されるエポキシ樹脂を含有することを特徴とする電
    子部品封止用エポキシ樹脂組成物。
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