JPH0676476B2 - 封止用樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、低応力で耐クラック性に優れた電子・電気部
品の封止等に用いる封止用樹脂組成物に関する。

（従来の技術） 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、セラミックを用い
たハーメチッ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。封止用樹脂として使用される
熱硬化性樹脂の中でも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、ノボラック型フェノール樹脂等の硬化剤が用いられ
ている。これらの硬化剤の中でもノボラック型フェノー
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材料として広く用い
られている。

しかし、近年、半導体集積回路の分野において、素子の
高集積化、ペレットの大形化が進み、これまでのノボラ
ック型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂で
は、成形硬化時に収縮して半導体素子に応力がかかり、
信頼性に劣るという欠点があった。こうした樹脂を使用
した成形品（封止品）の温寒サイクルテストを行うと、
ボンディングワイヤのオープン、樹脂クラック、ペレッ
トクラックが発生し、電子・電気部品としての機能が果
せなくなるという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもの
で、低応力で耐クラック性に優れた、半導体素子等に応
力がかからず、ワイヤオープンやクラック発生のない信
頼性の高い封止用樹脂組成物を提しようとするものであ
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用） 本発明者は、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ね
た結果、3,9−ビス［２−（3,5−ジアミノ−2,4,6−ト
リアザフェニル）エチル］−2,4,8,10−テトラオキサス
ピロ［5,5］ウンデセンを導入することにより、成形収
縮率が小さく、低応力で耐クラック性に優れた樹脂組成
物が得られることを見いだし、本発明を完成したもので
ある。即ち、本発明は、 （Ａ）エポキシ樹脂 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂 （Ｃ）3,9−ビス［２−（3,5−ジアミノ−2,4,6−トリ
アザフェニル）エチル］−2,4,8,10−テトラオキサスピ
ロ［5,5］ウンデセンおよび （Ｄ）無機質充填剤 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記（Ｃ）の3,9
−ビス［２−（3,5−ジアミノ−2,4,6−トリアザフェニ
ル）エチル］−2,4,8,10−テトラオキサスピロ［5,5］
ウンデセンを0.1〜10重量％、また前記（Ｄ）無機質充
填剤を25〜90重量％含有することを特徴とする封止用樹
脂組成物である。そして、エポキシ樹脂のエポキシ基
（ａ）とノボラック型フェノール樹脂のフェノール性水
酸基（ｂ）との当量比［（ａ）／（ｂ）］が0.1〜10の
範囲内にある封止用樹脂組成物である。

本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、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か
ぎり、分子構造、分子量など特に制限はなく、一般に封
止材料に使用されているものを広く包含することができ
る。例えばビスフェノール型の芳香族系、シクロヘキサ
ン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示されるエ
ポキシノボラック系等の樹脂が挙げられる。

（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
を表す）これらのエポキシ樹脂は、１種又は２種以上混
合して用いられる。

本発明に用いる（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類と、ホルムアルデヒドある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ック型フェノール樹脂、お
よびこれらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチ
ル化ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられる。そし
てこれらは単独又は２種以上混合して使用する。ノボラ
ック型フェノール樹脂の配合割合は、前記（Ａ）のエポ
キシ樹脂のエポキシ基（ａ）と（Ｂ）のノボラック型フ
ェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）との当量比
［（ａ）／（ｂ）］が0.1〜10の範囲内にあることが望
ましい。この当量比が0.1未満もしくは10を超えると、
耐湿性、成形作業性および硬化物の電気特性が悪くな
り、いずれの場合も好ましくない。従って、上記の範囲
内に限定される。

本発明に用いる（Ｃ）3,9−ビス［２−（3,5−ジアミノ
−2,4,6−トリアザフェニル）エチル］−2,4,8,10−テ
トラオキサスピロ［5,5］ウンデセンは次式に示される
ようにスピロアセタール環を有するビスグアナミンであ
る。

3,9−ビス［２−（3,5−ジアミノ−2,4,6−トリアザフ
ェニル）エチル］−2,4,8,10−テトラオキサスピロ［5,
5］ウンデセンを配合することは、樹脂組成物に柔軟性
を付与し、応力を緩和させて低応力を与える。この3,9
−ビス［２−（3,5−ジアミノ−2,4,6−トリアザフェニ
ル）エチル］−2,4,8,10−テトラオキサスピロ［5,5］
ウンデセンの配合割合は、樹脂組成物に対して0.1〜10
重量％含有させることが好ましい。その割合が0.1重量
％未満の場合は低応力、温寒サイクルに効果がなく、ま
た10重量％を超えると増粘効果が著しくなり実用に適さ
ず好ましくない。

本発明に用いる（Ｄ）無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ、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、これらの中でもシリ
カ粉末やアルミナが好ましく用いられる。無機質充填剤
の配合割合は、樹脂組成物に対して25〜90重量％含有す
ることが望ましい。その割合が25重量％未満では耐湿
性、耐熱性、機械的特性および成形性に効果なく、また
90重量％を超えるとカサバリが大きくなり成形性が悪く
実用に適さない。

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型フェノール樹脂、3,9−ビス［２−（3,5−ジアミノ
−2,4,6−トリアザフェニル）エチル］−2,4,8,10−テ
トラオキサスピロ［5,5］ウンデセンおよび無機質充填
剤を必須成分とするが、必要に応じて、例えば天然ワッ
クス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミ
ド、エステル類、パラフィン類などの離型剤、塩素化パ
ラフィン、ブロムトルエン、ヘキサブロムベンゼン、三
酸化アンチモンなどの難燃剤、カーボンブラック、ベン
ガラなどのの着色剤、シランカップリング剤、種々の硬
化促進剤等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製造する場
合の一般的な方法は、エポキシ樹脂、ノボラック型フェ
ノール樹脂、3,9−ビス［２−（3,5−ジアミノ−2,4,6
−トリアザフェニル）エチル］−2,4,8,10−テトラオキ
サスピロ［5,5］ウンデセン、無機質充填剤、その他を
所定の組成比に選択した原料成分をミキサー等によって
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、また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。こうして得られた成形材料は電子部品或いは
電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用することができ
る。

（実施例） 次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発
明は以下の実施例によって限定されるものではない。以
下の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 クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）18％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノール
当量107）９％、3,9−ビス［２−（3,5−ジアミノ−2,
4,6−トリアザフェニル）エチル］−2,4,8,10−テトラ
オキサスピロ［5,5］ウンデセン３％、溶融シリカ粉末6
9％、硬化促進剤0.3％、エステル系ワックス0.3％およ
びシランカップリング剤0.4％を常温で混合し、更に90
〜95℃で混練して冷却した後、粉砕して成形材料を得
た。得られた成形材料を170℃に加熱した金型内にトラ
スファー注入し硬化させて成形品（封止品）を得た。こ
の成形品について耐湿性、応力等に関連する諸特性を試
験し、その結果を第１表に示した。本発明の顕著な効果
が認められた。

実施例２ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）17％、ノボラック型フェノール樹脂（フェノール当
量107）８％、3,9−ビス［２−（3,5−ジアミノ−2,4,6
−トリアザフェニル）エチル］−2,4,8,10−テトラオキ
サスピロ［5,5］ウンデセン５％、シリカ粉末69％、硬
化促進剤0.3％、エステル系ワックス0.3％およびシラン
系カップリング剤0.4％を実施例１と同様に混合し、混
練、粉砕して成形材料を得た。また同様にして成形品を
得てこれらの成形品について実施例１と同様にして耐湿
性、応力等に関連する諸特性を試験したのでその結果を
第１表に示した。本発明の顕著な効果が認められた。

比較例 クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）20％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノール
当量107）10％、シリカ粉末69％、硬化促進剤0.3％、エ
ステル系ワックス0.3％、およびシラン系カップリング
剤0.4％を実施例１と同様に混合、混練、粉砕して成形
材料を得た。

この成形材料を用いて成形品とし、成形品の諸特性につ
いて実施例１と同様に試験したのでその結果を第１表に
示した。

［発明の効果］ 以上の説明および第１表からも明らかなように、本発明
の封止用樹脂組成物は、低応力で耐クラック性に優れて
いるため、ボンディングワイヤのオープンや樹脂クラッ
ク、ペレットクラックの発生がなく、かつ硬化時の収縮
による応力が低い。従ってこの樹脂組成物を使用するこ
とによって信頼性の高い、電子・電気部品を得ることが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── 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)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂 （Ｃ）3,9−ビス［２−（3,5−ジアミノ−2,4,6−トリ
   アザフェニル）エチル］−2,4,8,10−テトラオキサスピ
   ロ［5,5］ウンデセンおよび （Ｄ）無機質充填剤 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記（Ｃ）の3,9
   −ビス［２−（3,5−ジアミノ−2,4,6−トリアザフェニ
   ル）エチル］−2,4,8,10−テトラオキサスピロ［5,5］
   ウンデセンを0.1〜10重量％、また前記（Ｄ）無機質充
   填剤を25〜90重量％含有することを特徴とする封止用樹
   脂組成物。
2. 【請求項２】エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ）とノボラ
   ック型フェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）との
   当量比［（ａ）／（ｂ）］が0.1〜10の範囲内にある特
   許請求の範囲第１項記載の封止用樹脂組成物。