JPH07107122B2 - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH07107122B2
JPH07107122B2 JP6189388A JP6189388A JPH07107122B2 JP H07107122 B2 JPH07107122 B2 JP H07107122B2 JP 6189388 A JP6189388 A JP 6189388A JP 6189388 A JP6189388 A JP 6189388A JP H07107122 B2 JPH07107122 B2 JP H07107122B2
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epoxy resin
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孝一 田中
直樹 茂木
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐半田ストレス性に優れた、電子部品等の封
止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
〔従来技術〕
従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子部
品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特に集積回路では
耐熱性、耐湿性に優れたo−クレゾールノボラックエポ
キシ樹脂をノボラック型フェノール樹脂で硬化させたエ
ポキシ樹脂が用いられている。
ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチップがだん
だん大型化し、かつパッケージは従来のDIPタイプから
表面実装化された小型、薄型のフラットパッケージ、SO
P、SOJ、PLCCに変わってきている。
即ち大型チップを小型で薄いパッケージに封入すること
になり、応力によるクラック発生、これらのクラックに
よる耐湿性の低下等の問題が大きくクローズアップされ
てきている。
特に半田づけの工程において急激に200℃以上の高温に
さらされることによりパッケージの割れや樹脂とチップ
の剥離により耐湿性が劣化してしまうといった問題点が
でてきている。
これらの大型チップを封止するのに適した、信頼性の高
い封止用樹脂組成物の開発が望まれてきている。
〔発明の目的〕
本発明の目的とするところは、半田熱ストレスによるク
ラック発生をおさえ、耐湿性に優れた信頼性が高い封止
用樹脂組成物を提供するにある。
〔発明の構成〕
本発明は電子部品等の封止用エポキシ樹脂組成物におい
て充填剤として平均粒径が20〜60μmであり見掛け密度
が0.1〜0.6g/ccであり、かつ比表面積が5m2/g以下であ
る2次凝集シリカ粉末を全充填剤の10〜100重量%含む
充填剤を用いることを特徴とするエポキシ樹脂組成物に
関するものである。
本発明のエポキシ樹脂組成物は従来の封止用樹脂組成物
に比べて非常に優れた耐半田熱ストレス性を有したもの
である。
本発明に用いるエポキシ樹脂としては、その分子中にエ
ポキシ基をすくなくとも2個以上有する化合物であれば
分子構造、分子量などは特に制限はなく、一般に封止用
材利として使用されているものであり、例えばノボラッ
ク系エポキシ樹脂、ビスフェノール型の芳香族系、シク
ロヘキサン誘導体の脂環式系、更には多官能系、シリコ
ン変性樹脂系があげられ、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。
又硬化剤としてはノボラック型フェノール樹脂系および
これらの変性樹脂であり、例えばフェノールノボラッ
ク、o−クレゾールノボラックの他アルキル変性したフ
ェノールノボラック樹脂等があげられ、これらは単独も
しくは2種以上混合して使用しても差し支えがない。
エポキシ樹脂と硬化剤の配合比はエポキシ樹脂のエポキ
シ基と硬化剤の水酸基との当量比が0.5〜5の範囲内に
有ることが望ましい。
当量比が0.5未満又は5を越えたものは耐湿性、成形作
業性及び硬化物の電気特性が悪くなるので好ましくな
い。
本発明に使用される硬化促進剤はエポキシ基とフェノー
ル性水酸基との反応を促進するものであればよく、一般
に封止用材料に使用されているものを広く使用すること
ができ、例えばジアザビシクロウンデセン(DBU)、ト
リフェニルホスフィン(TPP)、ジメチルベンジルアミ
ン(BDMA)や2メチルイミダゾール(2MZ)等が単独も
しくは2種以上混合して用いられる。
本発明に用いられる充填剤としては、平均粒径が20〜60
μmであり、見掛け密度が0.1〜0.6g/ccで、かつ比表面
積が5m2/g以下である2次凝集シリカ粉末を、使用する
全充填剤量の10〜100重量%の範囲で使用する。
2次凝集シリカ粉末は、その平均粒径が20μm未満であ
ると半田熱ストレスによるクラックが発生しやすくな
り、60μmを越えると成形性が低下しいずれの場合も、
好ましくない、又好ましくは、平均粒径が20〜40μmの
範囲であれば良い。見掛け密度が0.6g/ccを越えると半
田熱ストレスによるクラックが発生し易くなり、耐湿性
が低下してしまい好ましくない。
さらに比表面積が5m2/gを越えると半田づけ工程でクラ
ックが発生し易く、耐湿性が低下してしまうとともに流
動性がいちぢるしく低下してしまい好ましくない。
さらに2次凝集シリカ粉末が、使用充填剤の量の10重量
%以下であれば半田づけ工程でクラックが発生しやすく
なり、耐湿性が低下し、その目的とする特性が得られな
い。
これらの充填剤は全体として樹脂組成物の50〜90重量%
配合する事が望ましい。その配合量が50%未満であれば
耐熱性、機械的特性および耐湿性が劣り、90%以上であ
れば流動性が低下し、成形性が悪くなり実用には適さな
い。
本発明で用いる2次凝集シリカ粉末は、シリカ1次微粒
子が複数個凝集し結合した粒子であり、具体的にはアル
コキシシランの加水分解による、いわゆるゾル・ゲル法
での合成シリカの重合反応に於いて、反応温度やシラン
モノマー濃度を調整することで得ることができる。これ
らの条件を選択することによって、2次凝集シリカ粉末
の平均粒径や表面積の制御が可能である。
又、2次凝集シリカ粉末以外の充填剤としては通常のシ
リカ粉末やアルミナ等があげられ、とくに熔融シリカ粉
末が好ましい。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物はエポキシ樹脂、硬
化剤、硬化促進剤及び2次凝集シリカ粉末を含む充填剤
を必須成分とするが、これ以外に必要に応じてシランカ
ップリング剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモ
ン、ヘキサブロムベンゼン等の難燃剤、カーボンブラッ
ク、ベンガラ等の着色剤、天然ワックス、合成ワックス
等の離型剤及びシリコンオイル、ゴム等の低応力添加剤
等の種々の添加剤を適宜配合しても差し支えがない。
又、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材料とし
て製造するには、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、
充填剤、その他の添加剤をミキサー等によって十分に均
一に混合した後、さらに熱ロールまたはニーダー等で熔
融混練し、冷却後粉砕して成形材料とすることができ
る。これらの成形材料は電子部品あるいは電子部品の封
止、被覆、絶縁等に適用することができる。
〔発明の効果〕
本発明のエポキシ樹脂組成物は半田づけ工程による急激
な温度変化による熱ストレスを受けたときの耐クラック
性に非常に優れ、耐湿性の良い組成物であり、電子、電
子部品の封止用、被覆用、絶縁用等に用いた場合、特に
表面実装パッケージに搭載された高集積大型チップICに
おいて信頼性が非常に高い製品を得ることができる。
〔実施例〕
実施例1 o−クレゾールノボラックエポキシ樹脂 (軟化点65℃、エポキシ当量200) 100重量部 フェノールノボラック樹脂 55重量部 Br化ビスフェノールAエポキシ (Br含量46重量%,当量360) 10重量部 トリフェニルホスフィン 1重量部 三酸化アンチモン粉末 12重量部 カルナバワックス 2重量部 カーボンブラック 2重量部 熔融シリカ粉末 400重量部 2次凝集シリカ粉末(平均粒径35μm、見掛け密度0.3g
/cc、比表面積3m2/g) 50重量部 γ−グリシドメトキシシラン 3重量部 をヘンシェルミキサーで常温で混合し、70〜100℃で2
軸ロールにより混練し、冷却後粉砕し成形材料とした。
得られた成形材料をタブレット化し、低圧トランスファ
ー成形機にて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、又半田耐湿性試験用として3×6mmのチップを16p
SOPパッケージに封止した。
封止したテスト用素子について175℃、8時間ポストキ
ュアー後下記の半田クラック試験及び半田耐湿性試験を
おこなった。
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24Hrおよび48Hr処理し、その後260℃の半
田槽に10秒間浸漬後顕微鏡で外部クラックを観察した。
半田耐湿性試験:封止したテスト用素子を85℃、85%RH
の環境下で72Hr処理し、その後260℃の半田槽に10秒間
浸漬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を測定した。
試験結果を第1表に示す。
実施例2〜4 第1表の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成
形材料を得て、この成形材料で試験用の封止したものを
得た。この成形材料を用いて実施例1と同様にテスト用
素子を封止して半田クラック試験及び半田耐湿性試験を
行った。
試験結果を第1表に示す。
比較例1 実施例1において充填剤をすべて熔融シリカとした以外
はすべて実施例1と同様にし試験を行った結果を第1表
に示す。
比較例2 実施例4の充填剤を総て熔融シリカとし、あとは実施例
4と同様にし、試験を行った結果を第1表に示す。
比較例2 実施例4の充填剤を総て熔融シリカとし、あとは実施例
4と同様にし、試験を行った結果を第1表に示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09K 3/10 L H01L 23/29 23/31 (56)参考文献 特開 昭63−159422(JP,A) 特開 昭62−149743(JP,A) 特開 昭62−153337(JP,A) 特開 昭62−161851(JP,A) 特開 昭61−283615(JP,A) 特開 昭61−143466(JP,A) 特開 昭53−21298(JP,A) 特開 昭52−130852(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び充
    填剤からなるエポキシ樹脂組成物において、平均粒径が
    20〜60μm、見掛け密度が0.1〜0.6g/ccであり、かつ比
    表面積が5m2/g以下である2次凝集シリカ粉末を全充填
    剤の10〜100重量%含む充填剤を用いることを特徴とす
    るエポキシ樹脂組成物。
JP6189388A 1988-03-17 1988-03-17 エポキシ樹脂組成物 Expired - Fee Related JPH07107122B2 (ja)

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JPH01236263A JPH01236263A (ja) 1989-09-21
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