JPH0597966A - 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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- JPH0597966A JPH0597966A JP26184691A JP26184691A JPH0597966A JP H0597966 A JPH0597966 A JP H0597966A JP 26184691 A JP26184691 A JP 26184691A JP 26184691 A JP26184691 A JP 26184691A JP H0597966 A JPH0597966 A JP H0597966A
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- epoxy resin
- resin
- resin composition
- epoxy
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】 一般式(1)
(式中、X1とX2はそれぞれ独立に水素原子、ハロ
ゲン原子または低級アルキル基を示す) で表される3官能性芳香族残基でフェノール性化合物を
架橋した構造を有するフェノール系樹脂をエポキシ化し
て得られるエポキシ樹脂、および、硬化剤を必須成分と
する樹脂組成物であって、該エポキシ樹脂のエポキシ基
1モルに対し、硬化剤の活性基が0.25〜1.5モル
であるエポキシ樹脂組成物。 【効果】 該樹脂組成物は、弾性率、線膨張率および吸
水率が低く、かつ、優れた耐熱性を併せ有する。さら
に、優れた耐半田クラック性を有するので半導体封止材
として用いることができる。
ゲン原子または低級アルキル基を示す) で表される3官能性芳香族残基でフェノール性化合物を
架橋した構造を有するフェノール系樹脂をエポキシ化し
て得られるエポキシ樹脂、および、硬化剤を必須成分と
する樹脂組成物であって、該エポキシ樹脂のエポキシ基
1モルに対し、硬化剤の活性基が0.25〜1.5モル
であるエポキシ樹脂組成物。 【効果】 該樹脂組成物は、弾性率、線膨張率および吸
水率が低く、かつ、優れた耐熱性を併せ有する。さら
に、優れた耐半田クラック性を有するので半導体封止材
として用いることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エポキシ樹脂組成物に
関する。更に詳しくは、弾性率、線膨張率および吸水率
が低く、かつ、耐熱性および耐半田クラック性に優れた
エポキシ樹脂組成物に関する。
関する。更に詳しくは、弾性率、線膨張率および吸水率
が低く、かつ、耐熱性および耐半田クラック性に優れた
エポキシ樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスタ、I
C、LSIなどの半導体素子を封止する方法として、エ
ポキシ樹脂等を用いた、いわゆる樹脂封止法が広く行わ
れている。特に、エポキシ樹脂またはノボラック型フェ
ノール樹脂を主成分とする樹脂組成物が原料の低廉さ、
耐熱性、成形性、電気特性に優れているため、樹脂封止
法の主流となっている。
C、LSIなどの半導体素子を封止する方法として、エ
ポキシ樹脂等を用いた、いわゆる樹脂封止法が広く行わ
れている。特に、エポキシ樹脂またはノボラック型フェ
ノール樹脂を主成分とする樹脂組成物が原料の低廉さ、
耐熱性、成形性、電気特性に優れているため、樹脂封止
法の主流となっている。
【0003】ところで、最近の半導体素子関連技術の進
歩は殊の外早く、しかも多様化しており、従来のエポキ
シ樹脂またはノボラック型フェノール樹脂を主成分とす
る樹脂組成物を封止材として用いる従来の方法では解決
し得ない種々の問題が生じている。
歩は殊の外早く、しかも多様化しており、従来のエポキ
シ樹脂またはノボラック型フェノール樹脂を主成分とす
る樹脂組成物を封止材として用いる従来の方法では解決
し得ない種々の問題が生じている。
【0004】例えば、ICの高集積化に伴いチップサイ
ズが大型化し、逆にパッケージの形状は、表面実装化の
更なる伸長もあり、小型化、薄型化の傾向にある。すな
わち、大型のチップを小型で薄型のパッケージに封入す
る必要が生じ、この際、熱応力によりクラックが発生し
大きな問題となっている。
ズが大型化し、逆にパッケージの形状は、表面実装化の
更なる伸長もあり、小型化、薄型化の傾向にある。すな
わち、大型のチップを小型で薄型のパッケージに封入す
る必要が生じ、この際、熱応力によりクラックが発生し
大きな問題となっている。
【0005】また、半田づけ工程においては、パッケー
ジそのものが200℃以上の高温に急激にさらされるこ
とにより、パッケージ内の水分が急激に膨張し、パッケ
ージ内にクラックを発生させ、半導体の信頼性を低下さ
せる原因となっている。
ジそのものが200℃以上の高温に急激にさらされるこ
とにより、パッケージ内の水分が急激に膨張し、パッケ
ージ内にクラックを発生させ、半導体の信頼性を低下さ
せる原因となっている。
【0006】これらの問題を解決するために、種々のエ
ポキシ樹脂組成物が提案されているが、未だ充分な効果
が得られていない。
ポキシ樹脂組成物が提案されているが、未だ充分な効果
が得られていない。
【0007】例えば、特開昭59−105018号公報
には硬化剤として、フェノールとアラルキルエーテルと
の重縮合物を用いた封止用樹脂組成物が提案されてい
る。しかし、この樹脂組成物は、低吸水率、低弾性率の
点では優れているものの、ガラス転移温度が低いため耐
熱性が劣り、耐半田クラック性の点では満足のいくもの
ではない。
には硬化剤として、フェノールとアラルキルエーテルと
の重縮合物を用いた封止用樹脂組成物が提案されてい
る。しかし、この樹脂組成物は、低吸水率、低弾性率の
点では優れているものの、ガラス転移温度が低いため耐
熱性が劣り、耐半田クラック性の点では満足のいくもの
ではない。
【0008】また、特開昭61−168620号公報に
は、耐熱性に優れたエポキシ樹脂組成物が提案されてい
る。該組成物は、多官能性エポキシ樹脂を使用している
ため架橋密度が上がり、耐熱性が優れている。しかし、
吸水性が高くなり、特に半田づけ工程でクラックが発生
する頻度が高く満足のいくものではない。
は、耐熱性に優れたエポキシ樹脂組成物が提案されてい
る。該組成物は、多官能性エポキシ樹脂を使用している
ため架橋密度が上がり、耐熱性が優れている。しかし、
吸水性が高くなり、特に半田づけ工程でクラックが発生
する頻度が高く満足のいくものではない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題を解決することを課題とし、弾性率、線膨張率お
よび吸水率が低く、かつ、耐熱性および耐半田クラック
性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供することにある。
の問題を解決することを課題とし、弾性率、線膨張率お
よび吸水率が低く、かつ、耐熱性および耐半田クラック
性に優れた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3
官能性芳香族化合物とフェノール性化合物とを反応さ
せ、3官能性芳香核残基でフェノール性化合物を架橋す
ることにより得られたフェノール系樹脂およびエポキシ
樹脂からなるエポキシ樹脂組成物を用いることにより、
上記の課題が解決できることを見出し、本発明に到った
ものである。
官能性芳香族化合物とフェノール性化合物とを反応さ
せ、3官能性芳香核残基でフェノール性化合物を架橋す
ることにより得られたフェノール系樹脂およびエポキシ
樹脂からなるエポキシ樹脂組成物を用いることにより、
上記の課題が解決できることを見出し、本発明に到った
ものである。
【0011】すなわち、本発明は、一般式(1)〔化
2〕
2〕
【0012】
【化2】 (式中、X1とX2はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
原子または低級アルキル基を示す)で表される3官能性
芳香族残基でフェノール性化合物を架橋した構造を有す
るフェノール系樹脂をエポキシ化して得られるエポキシ
樹脂、および、硬化剤を必須成分とする樹脂組成物であ
って、該エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対し、硬化
剤の活性基が0.25〜1.5モルであるエポキシ樹脂
組成物である。
原子または低級アルキル基を示す)で表される3官能性
芳香族残基でフェノール性化合物を架橋した構造を有す
るフェノール系樹脂をエポキシ化して得られるエポキシ
樹脂、および、硬化剤を必須成分とする樹脂組成物であ
って、該エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対し、硬化
剤の活性基が0.25〜1.5モルであるエポキシ樹脂
組成物である。
【0013】本発明のエポキシ樹脂組成物の最大の特徴
は、弾性率、線膨張率および吸水率が低く、かつ、優れ
た耐熱性を併せ持つ点である。これらの特性は、いずれ
も半導体封止用エポキシ樹脂組成物としては極めて重要
なものであり、従来これらの特性を全て併せ持つエポキ
シ樹脂組成物は知られていない。これは特定の3官能芳
香核残基でフェノール性化合物を架橋することにより得
られた特定の構造を有するフェノール系樹脂とエピハロ
ヒドリンをハロゲン化水素アクセプターの存在下に反応
させて得られるエポキシ樹脂を用いることにより初めて
可能となったものである。
は、弾性率、線膨張率および吸水率が低く、かつ、優れ
た耐熱性を併せ持つ点である。これらの特性は、いずれ
も半導体封止用エポキシ樹脂組成物としては極めて重要
なものであり、従来これらの特性を全て併せ持つエポキ
シ樹脂組成物は知られていない。これは特定の3官能芳
香核残基でフェノール性化合物を架橋することにより得
られた特定の構造を有するフェノール系樹脂とエピハロ
ヒドリンをハロゲン化水素アクセプターの存在下に反応
させて得られるエポキシ樹脂を用いることにより初めて
可能となったものである。
【0014】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記一般
式(1)で表される3官能性芳香族残基でフェノール性
化合物を架橋した構造を有するフェノール系樹脂をエポ
キシ化して得られるエポキシ樹脂、および、硬化剤を必
須成分とするが、その他、硬化促進剤、各種充填剤等を
本発明の目的を損なわない範囲であれば添加してもよ
い。
式(1)で表される3官能性芳香族残基でフェノール性
化合物を架橋した構造を有するフェノール系樹脂をエポ
キシ化して得られるエポキシ樹脂、および、硬化剤を必
須成分とするが、その他、硬化促進剤、各種充填剤等を
本発明の目的を損なわない範囲であれば添加してもよ
い。
【0015】本発明に用いるエポキシ樹脂の原料である
フェノール系樹脂は、一般式(2)〔化3〕
フェノール系樹脂は、一般式(2)〔化3〕
【0016】
【化3】 (式中、R1、R2およびR3はそれぞれ独立に水酸基、
ハロゲン原子または炭素数が1〜3の低級アルコキシ基
を示し、特にR2とR3が共同して1個の酸素原子であっ
てもよい。X1とX2はそれぞれ独立して水素原子、ハロ
ゲン原子、またはアルキル基を示す) で表される3官能性芳香族化合物とフェノール性化合物
を重縮合反応(架橋反応)させることにより得られる。
ハロゲン原子または炭素数が1〜3の低級アルコキシ基
を示し、特にR2とR3が共同して1個の酸素原子であっ
てもよい。X1とX2はそれぞれ独立して水素原子、ハロ
ゲン原子、またはアルキル基を示す) で表される3官能性芳香族化合物とフェノール性化合物
を重縮合反応(架橋反応)させることにより得られる。
【0017】上記一般式(2)で表される3官能性芳香
族化合物としては、例えば、α,α,α’−トリクロル
−o−キシレン、α,α,α’−トリクロル−m−キシ
レン、α,α,α’−トリクロル−p−キシレン、α,
α,α’−トリブロム−o−キシレン、α,α,α’−
トリブロム−m−キシレン、α,α,α’−トリブロム
−p−キシレン等のα,α,α’−トリハロキシレン、
α,α,α’−トリメトキシ−o−キシレン、α,α,
α’−トリメトキシ−m−キシレン、α,α,α’−ト
リメトキシ−p−キシレン、α,α,α’−トリエトキ
シ−o−キシレン、α,α,α’−トリエトキシ−m−
キシレン、α,α,α’−トリエトキシ−p−キシレン
等のα,α,α’−トリアルコキシキシレン、o−ヒド
ロキシメチルベンズアルデヒド、m−ヒドロキシメチル
ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシメチルベンズアルデ
ヒド、o−アルコキシメチルベンズアルデヒド、m−ア
ルコキシメチルベンズアルデヒド、p−アルコキシメチ
ルベンズアルデヒド、o−ハロメチルベンズアルデヒ
ド、m−ハロメチルベンズアルデヒド、p−ハロメチル
ベンズアルデヒド等が挙げられる。また、これらの化合
物の芳香核に塩素、臭素等のハロゲン原子および/また
はメチル基、エチル基等のアルキル基が置換された化合
物が挙げられる。
族化合物としては、例えば、α,α,α’−トリクロル
−o−キシレン、α,α,α’−トリクロル−m−キシ
レン、α,α,α’−トリクロル−p−キシレン、α,
α,α’−トリブロム−o−キシレン、α,α,α’−
トリブロム−m−キシレン、α,α,α’−トリブロム
−p−キシレン等のα,α,α’−トリハロキシレン、
α,α,α’−トリメトキシ−o−キシレン、α,α,
α’−トリメトキシ−m−キシレン、α,α,α’−ト
リメトキシ−p−キシレン、α,α,α’−トリエトキ
シ−o−キシレン、α,α,α’−トリエトキシ−m−
キシレン、α,α,α’−トリエトキシ−p−キシレン
等のα,α,α’−トリアルコキシキシレン、o−ヒド
ロキシメチルベンズアルデヒド、m−ヒドロキシメチル
ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシメチルベンズアルデ
ヒド、o−アルコキシメチルベンズアルデヒド、m−ア
ルコキシメチルベンズアルデヒド、p−アルコキシメチ
ルベンズアルデヒド、o−ハロメチルベンズアルデヒ
ド、m−ハロメチルベンズアルデヒド、p−ハロメチル
ベンズアルデヒド等が挙げられる。また、これらの化合
物の芳香核に塩素、臭素等のハロゲン原子および/また
はメチル基、エチル基等のアルキル基が置換された化合
物が挙げられる。
【0018】また、上記フェノール性化合物としては、
フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−ク
レゾール、2,6−キシレノール、4−メチルカテコー
ル、カテコール、レゾルシン、2,2−ビス(p−ヒド
ロキシフェニル)プロパン、ビス(p−ヒドロキシフェ
ニル)メタン、p−エチルフェノール、p−t−ブチル
フェノール、p−t−オクチルフェノール、o−フェニ
ルフェノール、m−フェニルフェノール、p−フェニル
フェノール、p−アミノフェノール、ピロガロール、フ
ロログルシノール、α−ナフトール 、β−ナフトー
ル、フェナントロール、オキシアントラセン等が挙げら
れる。
フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−ク
レゾール、2,6−キシレノール、4−メチルカテコー
ル、カテコール、レゾルシン、2,2−ビス(p−ヒド
ロキシフェニル)プロパン、ビス(p−ヒドロキシフェ
ニル)メタン、p−エチルフェノール、p−t−ブチル
フェノール、p−t−オクチルフェノール、o−フェニ
ルフェノール、m−フェニルフェノール、p−フェニル
フェノール、p−アミノフェノール、ピロガロール、フ
ロログルシノール、α−ナフトール 、β−ナフトー
ル、フェナントロール、オキシアントラセン等が挙げら
れる。
【0019】これらから得られるフェノール系樹脂の数
平均分子量は、350〜2000であることが本発明の
目的から好ましい。
平均分子量は、350〜2000であることが本発明の
目的から好ましい。
【0020】以上のようにして得られたフェノール系樹
脂をエポキシ化する方法は公知の方法が適応できる。す
なわち、通常、ハロゲン化水素アクセプターの存在下で
40〜120℃の温度範囲内において、上記のフェノー
ル系樹脂をエピハロヒドリン、好ましくはエピクロルヒ
ドリンを用いてエポキシ化する。
脂をエポキシ化する方法は公知の方法が適応できる。す
なわち、通常、ハロゲン化水素アクセプターの存在下で
40〜120℃の温度範囲内において、上記のフェノー
ル系樹脂をエピハロヒドリン、好ましくはエピクロルヒ
ドリンを用いてエポキシ化する。
【0021】ハロゲン化水素アクセプターの例として
は、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のア
ルカリ金属水酸化物が例示される。ハロゲン化水素アク
セプターは、フェノール系樹脂とエピハロヒドリンとの
加熱された混合物に徐々に添加し、反応混合物のpHを
約6.5〜10の範囲に維持するようにすることが好適
である。
は、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のア
ルカリ金属水酸化物が例示される。ハロゲン化水素アク
セプターは、フェノール系樹脂とエピハロヒドリンとの
加熱された混合物に徐々に添加し、反応混合物のpHを
約6.5〜10の範囲に維持するようにすることが好適
である。
【0022】エポキシ化反応に使用されるエピハロヒド
リンの割合は上記のフェノール系樹脂のヒドロキシル基
含有量によるが、通常、該樹脂のヒドロキシル基1当量
に対し、2.0〜30当量、好ましくは2.0〜10当
量の過剰量のエピハロヒドリンが使用される。反応生成
物から過剰のアクセプター物質および副生する塩を除去
する方法は、通常、水洗等の手段によって行われる。
リンの割合は上記のフェノール系樹脂のヒドロキシル基
含有量によるが、通常、該樹脂のヒドロキシル基1当量
に対し、2.0〜30当量、好ましくは2.0〜10当
量の過剰量のエピハロヒドリンが使用される。反応生成
物から過剰のアクセプター物質および副生する塩を除去
する方法は、通常、水洗等の手段によって行われる。
【0023】本発明において用いるエポキシ樹脂は、上
述の方法で得られるエポキシ樹脂(以下、必須エポキシ
樹脂という)であるが、上述したフェノール性化合物の
ノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ジシクロ
ペンタジエン変性フェノール樹脂、レゾール系フェノー
ル樹脂等のグリシジルエーテル、ブタンジオール、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のア
ルコール類のグリシジルエーテル、フタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸等のカルボ
ン酸のグリシジルエステル、アニリン、イソシアヌール
酸等の窒素原子に結合した活性水素をグリシジル基で置
換したもの、分子内オレフィンをエポキシ化した脂環式
エポキシ樹脂等(以下、併用エポキシ樹脂という)を併
用することも可能である。
述の方法で得られるエポキシ樹脂(以下、必須エポキシ
樹脂という)であるが、上述したフェノール性化合物の
ノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ジシクロ
ペンタジエン変性フェノール樹脂、レゾール系フェノー
ル樹脂等のグリシジルエーテル、ブタンジオール、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のア
ルコール類のグリシジルエーテル、フタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸等のカルボ
ン酸のグリシジルエステル、アニリン、イソシアヌール
酸等の窒素原子に結合した活性水素をグリシジル基で置
換したもの、分子内オレフィンをエポキシ化した脂環式
エポキシ樹脂等(以下、併用エポキシ樹脂という)を併
用することも可能である。
【0024】これらの併用エポキシ樹脂の使用してもよ
い量は、本発明の構成成分である必須エポキシ樹脂と併
用エポキシ樹脂の合計量に対し、50重量%未満である
ことが好ましい。50重量%以上であると本発明のエポ
キシ樹脂組成物の最大の特徴である上記の特性、すなわ
ち、弾性率、線膨張率および吸水率が低く、かつ、耐熱
性に優れると言う特性が保てなくなるので好ましくな
い。
い量は、本発明の構成成分である必須エポキシ樹脂と併
用エポキシ樹脂の合計量に対し、50重量%未満である
ことが好ましい。50重量%以上であると本発明のエポ
キシ樹脂組成物の最大の特徴である上記の特性、すなわ
ち、弾性率、線膨張率および吸水率が低く、かつ、耐熱
性に優れると言う特性が保てなくなるので好ましくな
い。
【0025】また、本発明において用いる硬化剤として
は、上記の一般式(1)で表される3官能性芳香族残基
で上記のフェノール性化合物を架橋した構造を有するフ
ェノール系樹脂、上記のフェノール性化合物のノボラッ
ク型樹脂またはレゾール型樹脂、フェノールアラルキル
樹脂、または、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹
脂等のフェノール樹脂系硬化剤、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、ポリアミド、キシレリン
ジアミン、ジアミノフェニルメタン、フェニレンジアミ
ン等のアミン系硬化剤、無水フタル酸、無水ピロメリッ
ト酸等の酸無水物系硬化剤が例示される。これらの硬化
剤は、単独で用いてもよいが、2種以上の混合物として
用いても差支えない。
は、上記の一般式(1)で表される3官能性芳香族残基
で上記のフェノール性化合物を架橋した構造を有するフ
ェノール系樹脂、上記のフェノール性化合物のノボラッ
ク型樹脂またはレゾール型樹脂、フェノールアラルキル
樹脂、または、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹
脂等のフェノール樹脂系硬化剤、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、ポリアミド、キシレリン
ジアミン、ジアミノフェニルメタン、フェニレンジアミ
ン等のアミン系硬化剤、無水フタル酸、無水ピロメリッ
ト酸等の酸無水物系硬化剤が例示される。これらの硬化
剤は、単独で用いてもよいが、2種以上の混合物として
用いても差支えない。
【0026】硬化剤がフェノール樹脂系硬化剤である場
合、該樹脂の軟化点が60〜120℃、ヒドロキシル基
当量が90〜500の範囲が好ましく、さらに好ましく
は軟化点が65〜100℃、ヒドロキシル基当量が95
〜400の範囲である。該硬化剤の軟化点またはヒドロ
キシル基当量が、上述の範囲を外れる場合は、本発明の
特徴である上記の特性が保てなくなるため好ましくな
い。
合、該樹脂の軟化点が60〜120℃、ヒドロキシル基
当量が90〜500の範囲が好ましく、さらに好ましく
は軟化点が65〜100℃、ヒドロキシル基当量が95
〜400の範囲である。該硬化剤の軟化点またはヒドロ
キシル基当量が、上述の範囲を外れる場合は、本発明の
特徴である上記の特性が保てなくなるため好ましくな
い。
【0027】エポキシ樹脂と硬化剤の混合比は、必須エ
ポキシ樹脂、または、必須エポキシ樹脂および併用エポ
キシ樹脂のエポキシ基1モルに対し、硬化剤の活性基が
0.25〜1.5モルの範囲が好ましい。この範囲を外
れると、本発明のエポキシ樹脂組成物の特徴である上記
の特性が保てなくなるため好ましくない。
ポキシ樹脂、または、必須エポキシ樹脂および併用エポ
キシ樹脂のエポキシ基1モルに対し、硬化剤の活性基が
0.25〜1.5モルの範囲が好ましい。この範囲を外
れると、本発明のエポキシ樹脂組成物の特徴である上記
の特性が保てなくなるため好ましくない。
【0028】具体的には、硬化剤がフェノール樹脂系硬
化剤である場合、必須エポキシ樹脂、または、必須エポ
キシ樹脂および併用エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに
対し、硬化剤のヒドロキシル基が0.5〜1.5モルの
範囲が好ましい。硬化剤がアミン系硬化剤である場合、
必須エポキシ樹脂、または、必須エポキシ樹脂および併
用エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対し、硬化剤の活
性水素が0.5〜1.5モルの範囲が好ましい。また、
硬化剤が酸無水物である場合、必須エポキシ樹脂、また
は、必須エポキシ樹脂および併用エポキシ樹脂のエポキ
シ基1モルに対し、酸無水物を0.25〜0.75モル
の範囲が好ましい。いずれも上述の範囲を外れる場合
は、本発明の特徴である上記の特性が保てなくなるため
好ましくない。
化剤である場合、必須エポキシ樹脂、または、必須エポ
キシ樹脂および併用エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに
対し、硬化剤のヒドロキシル基が0.5〜1.5モルの
範囲が好ましい。硬化剤がアミン系硬化剤である場合、
必須エポキシ樹脂、または、必須エポキシ樹脂および併
用エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対し、硬化剤の活
性水素が0.5〜1.5モルの範囲が好ましい。また、
硬化剤が酸無水物である場合、必須エポキシ樹脂、また
は、必須エポキシ樹脂および併用エポキシ樹脂のエポキ
シ基1モルに対し、酸無水物を0.25〜0.75モル
の範囲が好ましい。いずれも上述の範囲を外れる場合
は、本発明の特徴である上記の特性が保てなくなるため
好ましくない。
【0029】本発明のエポキシ樹脂組成物には、硬化促
進剤としてエポキシ樹脂のエポキシ基と硬化剤のヒドロ
キシル基、活性水素または酸無水物との反応を促進する
化合物を用いることができる。
進剤としてエポキシ樹脂のエポキシ基と硬化剤のヒドロ
キシル基、活性水素または酸無水物との反応を促進する
化合物を用いることができる。
【0030】該硬化促進剤として、例えば、トリエチル
アミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミ
ン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリ
エチルアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシレン
ジアミン、ジメチルベンジルアミン等のアミン類、2−
メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、1,2
−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダ
ゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2フェニルイミ
ダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィ
ン、トリブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフ
ィン、メチルジフェニルホスフィン、ブチルフェニルホ
スフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィ
ン、オクチルホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホ
スフィノ)メタ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
ルボロン塩等が挙げられる。
アミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミ
ン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリ
エチルアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシレン
ジアミン、ジメチルベンジルアミン等のアミン類、2−
メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、1,2
−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダ
ゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2フェニルイミ
ダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィ
ン、トリブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフ
ィン、メチルジフェニルホスフィン、ブチルフェニルホ
スフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィ
ン、オクチルホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホ
スフィノ)メタ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
ルボロン塩等が挙げられる。
【0031】その添加量はエポキシ樹脂の総量に対し
0.001重量%から5重量%が好ましい。添加量が
0.001重量%未満の場合はエポキシ樹脂と硬化剤の
反応に時間がかかりすぎるので好ましくない。また、5
重量%を越える場合は、本発明のエポキシ樹脂組成物の
特徴である上記の特性が保てなくなるため好ましくな
い。
0.001重量%から5重量%が好ましい。添加量が
0.001重量%未満の場合はエポキシ樹脂と硬化剤の
反応に時間がかかりすぎるので好ましくない。また、5
重量%を越える場合は、本発明のエポキシ樹脂組成物の
特徴である上記の特性が保てなくなるため好ましくな
い。
【0032】また、本発明には無機充填剤として、結晶
性シリカ、溶融シリカ、アルミナ、クレー、チタンホワ
イト、ジルコン、ホウ素、ベリリア、マグネシア、ジル
コニア、フォーステライト、ステアタイト、スピネル、
ムライト、チタニア、硫酸バリウム、石英ガラス、水酸
化アルミニウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪
素、アルミナ、ガラス繊維等を1種以上配合することが
できる。
性シリカ、溶融シリカ、アルミナ、クレー、チタンホワ
イト、ジルコン、ホウ素、ベリリア、マグネシア、ジル
コニア、フォーステライト、ステアタイト、スピネル、
ムライト、チタニア、硫酸バリウム、石英ガラス、水酸
化アルミニウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪
素、アルミナ、ガラス繊維等を1種以上配合することが
できる。
【0033】さらに、本発明には必要に応じて、高級脂
肪酸、高級脂肪酸金属塩、エステル類、天然ワックス
類、合成ワックス類、酸アミド類、パラフィン等の離型
剤、ブロム化合物、アンチモン、リン等の難燃化剤、カ
ーボンブラック等の着色剤、エポキシシラン、アミノシ
ラン、ビニルシラン、アルキルシラン、有機チタネート
等のシランカップリング剤、その他、可撓性付与剤等の
添加剤を適宜配合してもよい。
肪酸、高級脂肪酸金属塩、エステル類、天然ワックス
類、合成ワックス類、酸アミド類、パラフィン等の離型
剤、ブロム化合物、アンチモン、リン等の難燃化剤、カ
ーボンブラック等の着色剤、エポキシシラン、アミノシ
ラン、ビニルシラン、アルキルシラン、有機チタネート
等のシランカップリング剤、その他、可撓性付与剤等の
添加剤を適宜配合してもよい。
【0034】上記の原材料を用いて本発明のエポキシ樹
脂組成物を製造する一般的な方法としては、所定の配合
量の原材料混合物をミキサー等によって充分混合したの
ち、熱ロール、押出機等によって混練し、冷却し、粉砕
する方法を挙げることができる。
脂組成物を製造する一般的な方法としては、所定の配合
量の原材料混合物をミキサー等によって充分混合したの
ち、熱ロール、押出機等によって混練し、冷却し、粉砕
する方法を挙げることができる。
【0035】また、本発明のエポキシ樹脂組成物を用い
て半導体を封止する方法としては、低圧トランスファー
成形法が一般的であるが、インジェクション成形、圧縮
成形、注型等の方法を採用する事もできる。
て半導体を封止する方法としては、低圧トランスファー
成形法が一般的であるが、インジェクション成形、圧縮
成形、注型等の方法を採用する事もできる。
【0036】以上のようにして得られる本発明のエポキ
シ樹脂組成物は、弾性率、線膨張率および吸水率が低
く、かつ、優れた耐熱性を有するので、半導体の封止材
の他、塗料、積層材または接着剤等として用いることが
できる。
シ樹脂組成物は、弾性率、線膨張率および吸水率が低
く、かつ、優れた耐熱性を有するので、半導体の封止材
の他、塗料、積層材または接着剤等として用いることが
できる。
【0037】
【実施例】以下、製造例、実施例、比較例、試験例を示
して本発明をさらに詳細に説明する。
して本発明をさらに詳細に説明する。
【0038】製造例1 撹拌器、温度計、分縮器、全縮器を備えた反応容器に、
純度99.9%のα,α,α’−トリメトキシ−p−キ
シレン50g(0.26モル)、フェノール489.4
g(5.2モル)、硫酸ジエチル0.14gを装入し、
その混合溶液を約140℃に保ちながら撹拌下に架橋反
応を行った。反応中に生成したメタノールはベント口よ
り系外へ除去した。約2時間反応させた後、未反応のフ
ェノールを減圧蒸留により除去し、反応機内に残存する
樹脂状生成物を冷却した。得られた反応生成物は赤褐色
の固体であり、さらに乾燥雰囲気中にて粉砕し、淡赤色
の微細粉末状のフェノール系樹脂(以下、3官能型フェ
ノール系樹脂という)を得た。この樹脂の軟化点(JI
S K−2548による)は98.5℃であった。
純度99.9%のα,α,α’−トリメトキシ−p−キ
シレン50g(0.26モル)、フェノール489.4
g(5.2モル)、硫酸ジエチル0.14gを装入し、
その混合溶液を約140℃に保ちながら撹拌下に架橋反
応を行った。反応中に生成したメタノールはベント口よ
り系外へ除去した。約2時間反応させた後、未反応のフ
ェノールを減圧蒸留により除去し、反応機内に残存する
樹脂状生成物を冷却した。得られた反応生成物は赤褐色
の固体であり、さらに乾燥雰囲気中にて粉砕し、淡赤色
の微細粉末状のフェノール系樹脂(以下、3官能型フェ
ノール系樹脂という)を得た。この樹脂の軟化点(JI
S K−2548による)は98.5℃であった。
【0039】この3官能型フェノール系樹脂50gとエ
ピクロルヒドリン150gを混合し、撹拌機、温度計、
ディーンスターク共沸蒸留トラップ、滴下ロートを備え
た反応容器に装入した。この混合物を撹拌しながら11
5〜119℃に昇温した後、同温度で47%水酸化ナト
リウム水溶液64gを2時間で滴下し、留出した水は連
続的に分離回収し、エピクロルヒドリンの相は反応器に
戻した。滴下終了後留出水の除去により反応は終了す
る。この後過剰のエピクロルヒドリンを減圧蒸留し、反
応生成物をメチルイソブチルケトン200gに溶解し、
塩化ナトリウム及び水酸化ナトリウムをろ過した後、溶
剤を減圧蒸留により留去し、必須エポキシ樹脂を得た。
エポキシ当量は245g/eq、軟化点は75℃であっ
た。この樹脂を樹脂Aとする。
ピクロルヒドリン150gを混合し、撹拌機、温度計、
ディーンスターク共沸蒸留トラップ、滴下ロートを備え
た反応容器に装入した。この混合物を撹拌しながら11
5〜119℃に昇温した後、同温度で47%水酸化ナト
リウム水溶液64gを2時間で滴下し、留出した水は連
続的に分離回収し、エピクロルヒドリンの相は反応器に
戻した。滴下終了後留出水の除去により反応は終了す
る。この後過剰のエピクロルヒドリンを減圧蒸留し、反
応生成物をメチルイソブチルケトン200gに溶解し、
塩化ナトリウム及び水酸化ナトリウムをろ過した後、溶
剤を減圧蒸留により留去し、必須エポキシ樹脂を得た。
エポキシ当量は245g/eq、軟化点は75℃であっ
た。この樹脂を樹脂Aとする。
【0040】製造例2 攪拌器、温度計、分縮器、全縮器を備えた反応容器に、
α,α,α’−トリクロル−m−キシレン(純度87.
5重量%)を含むキシレン塩素化混合物54.5g(芳
香核の合計量で0.26モル)、フェノール244.7
g(2.6モル)、硫酸ジエチル0.07gを装入し、
その混合物の温度を約140℃に保ちながら攪拌下で架
橋反応を行った。反応中生成した塩酸はベント口より系
外へ除去した。約2時間攪拌後、未反応のフェノールを
減圧蒸留により除去し、反応容器に残存した樹脂状生成
物を冷却した。得られた反応生成物は赤褐色の固体であ
った。これを乾燥雰囲気中で粉砕し、淡赤色の微細粉末
状の樹脂を得た。この樹脂の軟化点(JIS K−25
48による)は104℃であった。
α,α,α’−トリクロル−m−キシレン(純度87.
5重量%)を含むキシレン塩素化混合物54.5g(芳
香核の合計量で0.26モル)、フェノール244.7
g(2.6モル)、硫酸ジエチル0.07gを装入し、
その混合物の温度を約140℃に保ちながら攪拌下で架
橋反応を行った。反応中生成した塩酸はベント口より系
外へ除去した。約2時間攪拌後、未反応のフェノールを
減圧蒸留により除去し、反応容器に残存した樹脂状生成
物を冷却した。得られた反応生成物は赤褐色の固体であ
った。これを乾燥雰囲気中で粉砕し、淡赤色の微細粉末
状の樹脂を得た。この樹脂の軟化点(JIS K−25
48による)は104℃であった。
【0041】この樹脂50gとエピクロルヒドリン15
0gを混合し、製造例1と同様にして、必須エポキシ樹
脂を得た。エポキシ当量は250g/eq、軟化点は8
0℃であった。この樹脂を樹脂Bとする。
0gを混合し、製造例1と同様にして、必須エポキシ樹
脂を得た。エポキシ当量は250g/eq、軟化点は8
0℃であった。この樹脂を樹脂Bとする。
【0042】実施例1 製造例1で得た樹脂A、硬化剤として軟化点96℃の昭
和高分子(株)製ショウノールBRG558(以下、B
RGという)、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィ
ン(以下、TPPと言う)、充填剤として溶融シリカ、
離型剤としてカルナウバワックス、着色剤としてカーボ
ンブラック、カップリング剤としてグリシドキシプロピ
ルトリメトキシシランを〔表1〕に示す重量比で配合
し、混練温度100℃〜110℃、混練時間5分の条件
でロール混練を行った。シート状の混練物を冷却したの
ち、粉砕しエポキシ樹脂組成物を得た。
和高分子(株)製ショウノールBRG558(以下、B
RGという)、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィ
ン(以下、TPPと言う)、充填剤として溶融シリカ、
離型剤としてカルナウバワックス、着色剤としてカーボ
ンブラック、カップリング剤としてグリシドキシプロピ
ルトリメトキシシランを〔表1〕に示す重量比で配合
し、混練温度100℃〜110℃、混練時間5分の条件
でロール混練を行った。シート状の混練物を冷却したの
ち、粉砕しエポキシ樹脂組成物を得た。
【0043】次に、該組成物を200kg/cm2、1
70℃において5分間圧縮成形することにより所定の形
状の成形品を作製し、さらに、175℃で5時間ポスト
キュアーした。得られた成形品のガラス転移温度、線膨
張係数、曲げ弾性率、吸水率を評価した。
70℃において5分間圧縮成形することにより所定の形
状の成形品を作製し、さらに、175℃で5時間ポスト
キュアーした。得られた成形品のガラス転移温度、線膨
張係数、曲げ弾性率、吸水率を評価した。
【0044】ガラス転移温度(単位:℃);理学電機製
TMA装置を用い成形品の温度−線膨張曲線から、その
屈曲点の温度をガラス転移温度とした。温度測定は常温
から250℃まで、昇温速度は2℃/分とした。
TMA装置を用い成形品の温度−線膨張曲線から、その
屈曲点の温度をガラス転移温度とした。温度測定は常温
から250℃まで、昇温速度は2℃/分とした。
【0045】線膨張係数(単位:×10-5/℃);常温
からガラス転移温度までの値を求めた。
からガラス転移温度までの値を求めた。
【0046】曲げ弾性率(単位:kg/mm2);島津
製作所製オートグラフを用い、4mm×127mm×1
0mmの成形品で、試験速度2mm/分、支点間距離6
4mmで行った。
製作所製オートグラフを用い、4mm×127mm×1
0mmの成形品で、試験速度2mm/分、支点間距離6
4mmで行った。
【0047】吸水率(単位:%);50mm×50mm
×2mmの成形品を100℃で24時間煮沸した後の重
量変化から求めた。得られた結果を〔表1〕に示す。 実施例2〜4、比較例1〜2 それぞれ〔表1〕に示す原料を用い、実施例1と同様に
して成形品を得、同様にして各特性を評価した。得られ
た結果を〔表1〕に示す。
×2mmの成形品を100℃で24時間煮沸した後の重
量変化から求めた。得られた結果を〔表1〕に示す。 実施例2〜4、比較例1〜2 それぞれ〔表1〕に示す原料を用い、実施例1と同様に
して成形品を得、同様にして各特性を評価した。得られ
た結果を〔表1〕に示す。
【0048】
【表1】
【0049】試験例1〜4、比較試験例1〜2 実施例1〜4 、比較例1〜2で製造したエポキシ樹脂
組成物をタブレット化し、低圧トランスファー成形に
て、175℃、70kg/cm2、120秒の条件で、
半田クラック試験用として6×6mmのチップを52p
パッケージに封止し、また半田耐湿試験用として3mm
×6mmのチップを16pSOPパッケージに封止し
た。封止したテスト用素子について下記の半田クラック
試験及び半田耐湿試験を行った。
組成物をタブレット化し、低圧トランスファー成形に
て、175℃、70kg/cm2、120秒の条件で、
半田クラック試験用として6×6mmのチップを52p
パッケージに封止し、また半田耐湿試験用として3mm
×6mmのチップを16pSOPパッケージに封止し
た。封止したテスト用素子について下記の半田クラック
試験及び半田耐湿試験を行った。
【0050】半田クラック試験;封止したテスト用素子
を85℃、85%RHの環境下で72時間放置し、その
後260℃の半田浴に10秒間浸した後、顕微鏡で外部
クラックを観察し、クラックが発生した素子の数を計数
した。
を85℃、85%RHの環境下で72時間放置し、その
後260℃の半田浴に10秒間浸した後、顕微鏡で外部
クラックを観察し、クラックが発生した素子の数を計数
した。
【0051】半田耐湿試験;封止したテスト用素子を8
5℃、85%RHの環境下で72時間放置し、その後2
60℃の半田浴に10秒間浸した後、プレッシャークッ
カー試験(125℃、100%RH)を行い回路のオー
プン不良率が50%となる時間を測定した。試験結果を
〔表2〕に示す。
5℃、85%RHの環境下で72時間放置し、その後2
60℃の半田浴に10秒間浸した後、プレッシャークッ
カー試験(125℃、100%RH)を行い回路のオー
プン不良率が50%となる時間を測定した。試験結果を
〔表2〕に示す。
【0052】
【表2】
【0053】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、弾性
率、線膨張率および吸水率が低く、かつ、優れた耐熱性
を併せ有する。さらに、優れた耐半田クラック性および
半田耐湿性を有するので半導体封止材として用いること
ができる。また、上記の特性を生かして塗料用、積層用
および接着剤用等として広い分野において利用できるの
で、産業上極めて有用である。
率、線膨張率および吸水率が低く、かつ、優れた耐熱性
を併せ有する。さらに、優れた耐半田クラック性および
半田耐湿性を有するので半導体封止材として用いること
ができる。また、上記の特性を生かして塗料用、積層用
および接着剤用等として広い分野において利用できるの
で、産業上極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/31
Claims (2)
- 【請求項1】 一般式(1)〔化1〕 【化1】 (式中、X1とX2はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
原子または低級アルキル基を示す)で表される3官能性
芳香族残基でフェノール性化合物を架橋した構造を有す
るフェノール系樹脂をエポキシ化して得られるエポキシ
樹脂、および、硬化剤を必須成分とする樹脂組成物であ
って、該エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対し、硬化
剤の活性基が0.25〜1.5モルであるエポキシ樹脂
組成物。 - 【請求項2】 硬化剤が、上記一般式(1)で表される
3官能性芳香族残基でフェノール性化合物を架橋した構
造を有するフェノール系樹脂、フェノール性化合物のノ
ボラック樹脂、フェノール性化合物のレゾール樹脂、フ
ェノールアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン変性フ
ェノール樹脂よりなる群から選ばれたフェノール樹脂で
あり、かつ、エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対し、
該フェノール樹脂のヒドロキシル基が0.5〜1.5モ
ルである請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26184691A JPH0597966A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26184691A JPH0597966A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0597966A true JPH0597966A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17367562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26184691A Pending JPH0597966A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0597966A (ja) |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP26184691A patent/JPH0597966A/ja active Pending
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