JPH068339B2 - 封止用樹脂組成物およびその製造方法 - Google Patents

封止用樹脂組成物およびその製造方法

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JPH068339B2
JPH068339B2 JP62057954A JP5795487A JPH068339B2 JP H068339 B2 JPH068339 B2 JP H068339B2 JP 62057954 A JP62057954 A JP 62057954A JP 5795487 A JP5795487 A JP 5795487A JP H068339 B2 JPH068339 B2 JP H068339B2
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resin
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勉 永田
和弘 沢井
誠幸 河内山
章 善積
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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、低応力で耐湿性に優れた、電子または電気部
品の封止用樹脂組成物およびその製造方法に関する。
(従来技術) 従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路などの電子
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であ
るために広く実用化されている。樹脂封止に用いられる
熱硬化性樹脂組成物の中でもエポキシ樹脂組成物が最も
一般的に用いられている。エポキシ樹脂組成物には、酸
無水物、芳香族アミン、ノボラック型フェノール樹脂等
の硬化剤が使用されているが、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組成物は、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。
しかしながら、ノボラック型フェノール樹脂を硬化剤と
したエポキシ樹脂組成物は、成形硬化時に収縮して半導
体素子に応力がかかり、素子の信頼性を劣化させるとい
う欠点がある。こうした樹脂組成物を使用した成形品の
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、ペレットクラック等が発生し、
電子部品としての機能が果せなくなるという問題があっ
た。また、樹脂組成物の低応力化を図るため第三成分を
添加する方法があるが、第三成分が二次凝集物を形成
し、樹脂組成物中に均一に分散できず、そのために低応
力特性にバラツキが生ず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、低応力特性のバラツキがなく、耐湿性に優れ、か
つ、従来のエポキシ樹脂組成物の特性を保持した、信頼
性の高い封止用樹脂組成物およびその製造方法を提供し
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) 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレ
ン共重合樹脂をノボラック型フェノール樹脂中に均一に
分散混合した樹脂を使用することによって低応力特性の
バラツキがなくなることを見いだし、本発明を完成した
ものである。すなわち、本発明は、 (A)ノボラック型フェノール樹脂中に、(B)メチル
メタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を均
一に分散混合した樹脂[(A)+(B)]、(C)エポ
キシ樹脂および(D)無機質充填剤を必須成分とするこ
とを特徴とする封止用樹脂組成物である。また、(A)
ノボラック型フェノール樹脂を溶融し、その中に(B)
メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂を加えて、均一に分散混合した樹脂[(A)+
(B)]と、(C)エポキシ樹脂とを粉砕し、次いで
(D)無機質充填剤及び必要に応じたその他成分を加え
て混合し、更に加熱混練した後、冷却固化粉砕すること
を特徴とする封止用樹脂組成物の製造方法である。
本発明に用いる(A)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が挙げられる。ノボラッ
ク型フェノール樹脂の配合割合は、後述のエポキシ樹脂
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)とのモル比[(a)/(b)]
が0.1〜10の範囲内にあることが望ましい。このモル比
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するのがよい。
本発明に用いる(C)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限
り、分子構造、分子量など特に制限はなく、一般封止用
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の樹脂が挙げられる。
(但し、式中Rは水素原子、ハロゲン原子又はアルキ
ル基を、R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種で又は2種以上混合して
用いる。
本発明に用いる(B)メチルメタクリレート・ブタジエ
ン・スチレン共重合樹脂としては、ブタジエンの組成比
率が70重量%以下、メチルメタクリレートの組成比率が
15重量%以上であることが好ましく、この範囲外の組成
比率では成形品の外観が損われ好ましくない。メチルメ
タクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂の配合
は、ノボラック型フェノール樹脂にメチルメタクリレー
ト・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を均一に分散混合
した樹脂[(A)+(B)]に対して0.1〜60重量%の
割合で含有するすることが望ましい。その割合が0.1重
量%未満では、低応力、温寒サイクルに耐えうる効果は
なく、また60重量%を超えると、ノボラック型フェノー
ル樹脂中に均一な分散混合ができない。メチルメタクリ
レート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂は、ノボラッ
ク型フェノール樹脂中に加熱溶融混合し、均一に分散混
合する。ノボラック型フェノール樹脂中に均一分散させ
る方法は、ノボラック型フェノール樹脂の融点以上の温
度に加温できる装置(容器)の中にノボラック型フェノ
ール樹脂を入れて、融点以上に加温し完全に溶融液体と
した後、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン
共重合樹脂を加えて、好ましくは150℃以上で20分間
以上攪拌して、均一に分散混合させる。ノボラック型フ
ェノール樹脂中にメチルメタクリレート・ブタジエン・
スチレン共重合樹脂を分散混合させた樹脂[(A)+
(B)]は、全体の樹脂組成物に対して1〜30重量%の
割合で含有することが望ましい。その配合割合が1重量
%未満では低応力に効果なく、また30重量%を超えると
メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂の分散が不均一になり増粘するため好ましくない。
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、アスベスト、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1種で又は2種以上混合して使用する。これらの中で
も特にシリカ粉末やアルミナが好ましいものである。無
機質充填剤の配合割合は、全体の組成物に対して25〜90
重量%であることが望ましい。その配合割合が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、かさばりが大きく
なり、成形性が悪くて、実用に適さない。
本発明の封止用樹脂組成物は、ノボラック型フェノール
樹脂、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共
重合樹脂、エポキシ樹脂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、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もできる。
本発明の封止用樹脂組成物の製造方法は、メチルメタク
リレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を、ノボラ
ック型フェノール樹脂中に加熱混合し、均一に分散混合
させた樹脂を使用すればよく、特にその製造方法に限定
されることはない。しかし、通常次のようにして製造さ
れる。ノボラック型フェノール樹脂の融点以上の温度に
加温できる装置(容器)、例えば万能混合機、強力ニー
ダー、加熱反応釜等を使用し、この中にノボラック型フ
ェノール樹脂を仕込み、融点以上に加熱して完全に溶融
させた後、ノボラック型フェノール樹脂に対して0.1〜6
0重量%の量のメチルメタクリレート・ブタジエン・ス
チレン共重合樹脂を投入し、好ましくは150℃以上で2
0分間以上攪拌して、均一に分散混合させる。メチルメ
タクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を均一
に分散混合させたノボラック型フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂とを粉砕し、次いで無機質充填剤およびその他の
成分を所定の組成比に選択した原料組成分をミキサー等
によって十分均一に混合した後、更に熱ロール、押出機
又はニーダー等によって加熱混練処理を行ない、冷却固
化するのをまち適当な大きさに粉砕して封止用樹脂組成
物を製造する。以上、メチルメタクリレート・ブタジエ
ン・スチレン共重合樹脂をノボラック型フェノール樹脂
中に分散混合し、次いで他の成分を配合する製造方法を
説明したが、ノボラック型フェノール樹脂の製造工程に
おいてメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共
重合樹脂を均一分散混合した樹脂をつくっておき、必要
に応じて必要量他成分と配合混練してもよい。
(作用) メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂を、ノボラック型フェノール樹脂中に均一に分散混合
することによって、二次凝集物の生成を少くし、低応力
特性のバラツキをなくすことができる。メチルメタクリ
レート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂の粒径は、も
ともと数μm以下の大きさであるが、他の成分と混合混
練を行うとメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレ
ン共重合樹脂の粒子が凝集して粒径数百μmの二次凝集
物を生成し、低応力特性が低下したり、また低応力特性
のバラツキが生じ、信頼性を損ねる結果となる。従っ
て、単にメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン
共重合樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、無機質充填剤を混合混練するのでなく、予めメチル
メタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂をノ
ボラック型フェノール樹脂中に十分均一に分散混合させ
ておけば、二次凝集物の生成が小さく、また少く、か
つ、低応力特性に優れ、バラツキ等がなくなることを確
認したものである。混合条件(温度、時間等)によりメ
チルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂
の粒径を任意に調整することが可能であるが、分散状態
が粒径0.1〜50μmの範囲内にあることが好ましい。
こうして得られた本発明の封止用樹脂組成物は電子ある
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) 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。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。
樹脂の製造 ノボラック型フェノール樹脂(フェノール当量1078)80
%を万能混合機に入れて150℃に加熱する。ノボラック
型フェノール樹脂が完全に溶融した後、メチルメタクリ
レート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂20%を加えて
1時間加熱攪拌混合して、メチルメタクリレート・ブタ
ジエン・スチレン共重合樹脂が均一に分散混合した樹脂
(以下P−MBS樹脂という)をつくった。
実施例1 P−MBS樹脂12%とクレゾールノボラックエポキシ
樹脂(エポキシ当量215)18%をヤリヤ粉砕機のスクリ
ーン2mmで粉砕し、溶融シリカ粉65%およびその他成分
5%を常温で混合し、さらに90〜100℃で混練冷却した
後、粉砕して封止用樹脂組成物を製造した。得られた組
成物を175℃に加熱した金型内にトランスファー注入し
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、歪、MBS樹脂の粒径、その他の試験を行
ったので、その結果を第1表に示した。本発明の封止用
樹脂組成物は、MBS樹脂がよく分散して、温寒サイク
ル、耐湿性、低応力特性に優れており、本発明の顕著な
効果が認められた。
実施例2 P−MBS樹脂10%とクレゾールノボラックエポキシ樹
脂(エポキシ当量215)20%をヤリヤ粉砕機のスクリー
ン2mmで粉砕し、溶融シリカ粉65%およびその他成分5
%を配合し、実施例1と同様にして封止用樹脂組成物お
よび成形品をつくった。また同様に諸特性の試験を行っ
たのでその結果を第1表に示した。実施例1と同様に本
発明の顕著な効果が確認された。
比較例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)18.5%にノボラック型フェノール樹脂(フェノール
当量107)9%、MBS樹脂2.5%、溶融シリカ粉65%お
よびその他成分5%を常温で混合し、さらに90〜10℃で
混練冷却した後、粉砕して封止用樹脂組成物を製造し
た。次いでこのの組成物を用いて成形品を得、実施例を
同様にして諸特性を試験したのでその結果を第1表に示
した。
比較例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)20%にノボラック型フェノール樹脂(フェノール当
量107)10%、溶融シリカ粉65%およびその他成分5%
を比較例1と同様にして封止用樹脂組成物、成形品を
得、また同様にして諸特性を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表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物およびその製造方法によれば、メチル
メタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂をノ
ボラック型フェノール樹脂中に加熱混合均一に分散混合
することによって、二次凝集物も小さく、低応力特性に
優れバラツキがなく、耐湿性に優れ、かつ従来のエポキ
シ樹脂組成物と同等の特性を有したものが得られた。
この組成物を用いた電子部品又は電気部品には、優れた
信頼性を付与することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 河内山 誠幸 埼玉県川口市領家5丁目14番25号 東芝ケ ミカル株式会社川口工場内 (72)発明者 善積 章 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−125166(JP,A) 特公 昭47−45193(JP,B1)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)ノボラック型フェノール樹脂中に、
    (B)メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共
    重合樹脂を均一に分散混合した樹脂[(A)+
    (B)]、(C)エポキシ樹脂および(D)無機質充填
    剤を必須成分とすることを特徴とする封止用樹脂組成
    物。
  2. 【請求項2】メチルメタクリレート・ブタジエン・スチ
    レン共重合樹脂が、樹脂[(A)+(B)]に対して0.
    1〜60重量%の割合で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。
  3. 【請求項3】樹脂[(A)+(B)]が、全体の樹脂組
    成物に対して1〜30重量%の割合で含有する特許請求の
    範囲第1項又は第2項記載の封止用樹脂組成物。
  4. 【請求項4】無機質充填剤が、全体の樹脂組成物に対し
    て25〜90重量%の割合で含有する特許請求の範囲第1項
    ないし第3項いずれか記載の封止用樹脂組成物。
  5. 【請求項5】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水酸基(b)とのモ
    ル比[(a)/(b)]が0.1〜10の範囲内にある特許
    請求の範囲第1項ないし第4項いずれか記載の封止用樹
    脂組成物。
  6. 【請求項6】(A)ノボラック型フェノール樹脂を溶融
    し、その中に(B)メチルメタクリレート・ブタジエン
    ・スチレン共重合樹脂を加えて、均一に分散混合した樹
    脂[(A)+(B)]と、(C)エポキシ樹脂とを粉砕
    し、次いで(D)無機質充填剤及び必要に応じたその他
    成分を加えて混合し、更に加熱混練した後、冷却固化粉
    砕することを特徴とする封止用樹脂組成物の製造方法。
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