JPH07165889A - 封止用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 式（１）で示されるジシアネートエステル及
び／又はそのプレポリマーと、フェノール変性石油樹
脂、フェノール変性石炭樹脂及びフェノール変性ポリブ
タジエン樹脂からなる群より選ばれた１種又は２種以上
の変性樹脂を、エポキシ樹脂と３−アミノ−４−クロロ
ベンズアミドと無機充填剤からなる封止用樹脂組成物に
おいて、３−アミノ−４−クロロベンズアミドの割合
が、ジシアネートエステル及び／又はそのプレポリマー
１００重量部に対して１重量部以上、２０重量部未満で
あることを特徴とする封止用樹脂組成物。 【化１】 【効果】 金型取り出し時の離型性が良好で、硬化物は
高Ｔｇであり、吸水率が小さく、高接着性でしかも靭性
に優れた樹脂組成物を得ることができ、これを半導体封
止に用いた場合、封止体の耐半田クラック性も良好であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型取り出し時の離型
性に優れ、ガラス転移点（以下Ｔｇという）が高く、低
吸水性、高接着性で靭性に優れた半導体封止用熱硬化性
樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年ＩＣ、ＬＳＩ、トランジスター、ダ
イオードなどの半導体素子や電子回路等の封止には、特
性、コスト等の点からエポキシ樹脂組成物が一般的に用
いられている。しかし、電子部品の量産性指向、高集積
化や表面実装化の方向に進んで来ており、これに伴い封
止樹脂に対する要求は厳しくなってきている。特に高集
積化に伴うチップの大型化、パッケージの薄肉化や表面
実装時における半田浸漬（２００〜３００℃）によって
装置にクラックが発生し易くなっており、信頼性向上の
ために半導体封止用樹脂としては耐熱性、高靭性と低吸
水性が強く望まれている。

【０００３】半導体封止用樹脂としては現在エポキシ樹
脂が主流である。しかし、エポキシ樹脂は、耐熱性と低
吸水性の点で改良に限界があり、表面実装時の半田浸漬
後の信頼性の高いものが得られていない。エポキシ樹脂
に代わる高耐熱性を有する樹脂としては、マレイミド樹
脂が注目されてきているが、吸水率が大きく、吸湿時の
半田浸漬でクラックを発生し、信頼性に乏しい欠点があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、金型取り出し時の離型性に優れ、高耐熱性、低
吸水性、高接着性で、かつ高靭性を有し、半田浸漬後の
信頼性に非常に優れた半導体封止用樹脂組成物を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、式（１）で示
されるジシアネートエステル及び／又はそのプレポリマ
ーと、フェノール変性石油樹脂、フェノール変性石炭樹
脂及びフェノール変性ポリブタジエン樹脂からなる群よ
り選ばれた１種又は２種以上の変性樹脂を、エポキシ樹
脂と３−アミノ−４−クロロベンズアミドと無機充填剤
からなる封止用樹脂組成物において、３−アミノ−４−
クロロベンズアミドの割合が、ジシアネートエステル及
び／又はそのプレポリマー１００重量部に対して１重量
部以上、２０重量部未満であることを特徴とする封止用
樹脂組成物である。

【０００６】

【化２】

【０００７】本発明に用いられる一般式（１）で示され
るジシアネートエステル及び／又はそのプレポリマー
は、分子内に２個以上のシアネートエステル基を有する
有機化合物を意味する。本発明においては、このジシア
ネートエステル類そのもの、またはこれから誘導される
プレポリマーを用いることができる。これらの化合物
は、必要に応じて、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバル
ト、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉛、オクチル酸亜鉛、オ
クチル酸錫、鉛アセチルアセトナート、銅アセチルアセ
トナート、ジブチル錫マレエート等の触媒を用いること
によって、シアネートエステル基を三量化し、適当に反
応を調整してプレポリマー化することができる。シアネ
ートエステル基は、三量化することによってｓｙｍ−ト
リアジン環を分子内に形成し、最終的に加熱硬化するこ
とが可能である。このジシアネートエステル及び／又は
そのプレポリマーの単独の硬化物は、それ自体耐熱性に
優れ、かつ比較的低吸水率性を有するが、靭性及び接着
性の点では未だ不充分であり、フェノール変性石油樹
脂、フェノール変性石炭樹脂、フェノール変性ポリブタ
ジエン樹脂やベンゾトリアゾール化合物とを配合して加
熱硬化することによってはじめて硬化性、接着性、靭性
に優れた封止用組成物を提供できるものである。

【０００８】本発明において用いられるジシアネートエ
ステル及び／又はそのプレポリマーは、式（１）で示さ
れるものである。式（１）の好ましいジシアネートエス
テル化合物の例としては、ビス(４-シアネートフェニ
ル)メタン、ビス(３-メチル-４-シアネートフェニル)メ
タン、ビス(３-エチル-４-シアネートフェニル)メタ
ン、ビス(３,５-ジメチル-４-シアネートフェニル)メタ
ン、１,１-ビス(４-シアネートフェニル)エタン、２,２
-ビス(４-シアネートフェニル)プロパン、２,２-ビス
(４-シアネートフェニル)-１,１,１,３,３,３-ヘキサフ
ルオロプロパン、ジ(４-シアネートフェニル)エーテ
ル、ジ(４-シアネートフェニル)チオエーテル、４,４-
ジシアネート-ジフェニルなどが挙げられる。

【０００９】本発明で用いられるフェノール変性石油樹
脂は、石油の分解油留分に含まれるジオレフィン及びモ
ノオレフィン類をフェノール類と共重合させたものであ
る。更に詳しくは、分解油留分のうち、Ｃ₅留分を原料
にしたＣ₅系（脂肪族系）石油樹脂、Ｃ₉留分を原料にし
たＣ₉系（芳香族系）石油樹脂、Ｃ₅Ｃ₉共重合石油樹
脂、又はＣ₅留分に含まれるシクロペンタジエンを熱二
量化して得られるジシクロペンタジエンを原料にしたジ
シクロペンタジエン樹脂などに、フェノール類を付加さ
せた石油樹脂である。

【００１０】本発明で用いられるフェノール変性石炭樹
脂は、石炭の分解油留分に含まれるスチレン、ビニルト
ルエン、クマロン、インデンなどをフェノール類と付加
重合させたものである。また、フェノール変性ポリブタ
ジエン樹脂は、分子量３００〜２０００のポリブタジエ
ンをフェノール類と付加重合させたものである。ポリブ
タジエンの分子量が３００より低いと良好な靭性が得ら
れず、２０００より高いと耐熱性が低下する。

【００１１】フェノール類としては、フェノール、クレ
ゾール、キシレノールなどが使用される。フェノール類
の含有量は、フェノール変性樹脂中の５重量％以上、５
０重量％以下で、かつ分子当り平均１〜３個付加したも
のが好ましい。フェノール類の含有量が５重量％未満で
は、硬化性が悪く、Ｔｇも低く、良好な靭性が得られな
い。また５０重量％を越えると、成形品の吸水率が大き
くなる。

【００１２】フェノール変性石油樹脂、フェノール変性
石炭樹脂又はフェノール変性ポリブタジエン樹脂は、ジ
シアネートエステル及び／又はそのプレポリマー１００
重量部に対し、５重量部以上５０重量部以下が好まし
い。５重量部未満では、硬化性が悪く、成形品の吸水率
も大きくなる。また５０重量部を越えると、耐熱性が低
下し、良好な靭性が得られない。

【００１３】ジシアネートエステル及び／又はそのプレ
ポリマーとフェノール変性石油樹脂、フェノール変性石
炭樹脂又はフェノール変性ポリブタジエン樹脂とは、１
００〜２００℃に加熱して、融点が５０℃以上１００℃
以下になるよう、予め反応させておくこともできる。

【００１４】エポキシ樹脂としては、特に限定されるも
のではないが、例を挙げると、ビスフェノールＡのジグ
リシジルエーテル、４,４'-ジ(１,２-エポキシエチル)
ジフェニルエーテル、４,４'-(１,２-エポキシエチル)
ジフェニルエーテル、レゾルシンのグリシジルエーテ
ル、ブタジエンエポキシサイド、ビス-(２,３-エポキシ
シクロペンチル)エーテルプロパン、フロログリシンの
ジグリシジルエーテル、メチルフロログリシンのジグリ
シジルエーテル、３,３',５,５'-テトラメチル-ビフェ
ニル-４,４'-ジグリシジルエーテル、ビフェニル-４,
４'-ジグリシジルエーテル、ナフタレン-１,６-ジグリ
シジルエーテルなどの２官能エポキシ化合物、フェノー
ル-ホルムアルデヒドノボラックのポリグリシジルエー
テル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテ
ル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、１,３,５-
トリ(１,２-エポキシエチル)ベンゼン、ポリアリルグリ
シジルエーテル、パラアミノフェノールのトリグリシジ
ルエーテルなどの３官能以上のエポキシ化合物が用いら
れる。また分子内にＣｌ、Ｂｒ等のハロゲン原子を有す
るエポキシ樹脂を用いることも可能である。これらの化
合物は単独もしくは併用して用いることができる。

【００１５】エポキシ樹脂は、ジシアネートエステル及
び／又はそのプレポリマー１００重量部に対して３〜３
０重量部が好ましい。３重量部未満では、接着性が低下
し、３０重量部を越えるとＴｇが低下する。

【００１６】３−アミノ−４−クロロベンズアミドの添
加量はジシアネートエステル及び／又はそのプレポリマ
ー１００重量部に対して、１重量部以上、２０重量部以
下が好ましい。１重量部未満では金型取り出し時の離型
性が悪く、２０重量部以上では、吸水率が大きくなり、
接着性が低下する。

【００１７】無機充填剤としては、シリカ粉末、アルミ
ナ、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム水和物、酸
化チタン等が挙げられ、これらを単独又は２種以上混合
して用いることができる。これらの無機充填剤のうち、
半導体封止材料組成物としてはシリカ粉末が好んで用い
られる。尚、無機充填剤の配合量は、ジシアネートエス
テル及び／又はそのプレポリマー１００重量部に対して
１００〜１０００重量部が好ましい。１００重量部未満
では、成形品の線膨張係数が大きくなり、１０００重量
部を越えると、成形性が低下し、実用に適さない。

【００１８】また、これらの必須成分以外のものとし
て、成形材料化に際して、硬化触媒、滑剤、難燃化剤、
着色剤、シランカップリング剤等を適宜配合添加するこ
とができる。

【００１９】本発明の封止用組成物を成形材料として製
造する場合の一般的な方法としては、これらの必須成分
に各種添加剤を加えて均一に混合した組成物をニーダ
ー、熱ロール等により混練処理を行い、冷却後粉砕して
成形材料とする。

【００２０】

【実施例】

（実施例１〜３）表１に示す配合に従って、熱ロールで
混練し、成形材料を得た。得られた成形材料を、トラン
スファー成形により、１７５℃、９０秒成形した。金型
取り出し時の離型性が良く、外観も良好な成形品が得ら
れた。この成形品をさらに１７５℃、８時間後硬化を行
い、特性を評価した。その結果を表１に示す。実施例１
〜３の成形材料は、Ｔｇが高く、靭性（破壊エネルギ
ー）が大きく、高接着性でしかも吸水率が小さい。６５
℃９５％ＲＨ７２時間の吸湿処理での耐半田クラック性
も良好であった。

【００２１】（比較例１〜３）表１の配合に従って、実
施例１〜３と同様に成形材料を得た。比較例１、比較例
２は、金型取り出し時の離型性があまり良くなかった。
比較例３は、吸水率が大きく、吸湿処理後の耐半田クラ
ック性が悪かった。

【００２２】

【表１】

【００２３】（注） ＊１：フェノール変性Ｃ₅系石油樹脂;フェノール含有量
２３％、１分子当りフェノール２.２個 ＊２：フェノール変性石炭樹脂;フェノール含有量２３
％、１分子当りフェノール２.２個 ＊３：フェノール変性ポリブタジエン樹脂;ポリブタジ
エン分子量７００、フェノール含有量２３％、１分子当り
フェノール２.２個 ＊４：油化シェルエポキシ(株)製 ビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂 ＊５：日本化薬(株)製 オルソクレゾールノボラック型
エポキシ樹脂 ＊６：ビス(３,５-ジメチル-４-シアネートフェニル)メ
タン ＊７：ナフテン酸コバルト ＊８：曲げ強度試験の応力-歪み曲線から算出 ＊９：吸湿処理：８５℃、８５％ＲＨ、７２時間 ＊１０：フラットパッケージ(厚さ２.７mm)のリードフ
レーム上に６mm角の素子をマウント合成、トランスファ
ー成形した成形体１０個を、吸湿処理(６５℃、９５％Ｒ
Ｈ、７２時間)後直ちに２６０℃の半田浴に１０秒浸漬
後の成形体表面のクラック発生個数を示す。 ＊１１：耐半田クラック性試験終了後の成形体(良品)を
切断し、断面を走査電子顕微鏡で観察した。

【００２４】

【発明の効果】本発明による封止用樹脂組成物は、金型
取り出し時の離型性が良好で、硬化物は高Ｔｇであり、
吸水率が小さく、高接着性でしかも靭性に優れている。
これを半導体封止に用いた場合、封止体の耐半田クラッ
ク性も良好であり、半導体封止用樹脂組成物として非常
に信頼性の高い優れたものである。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０８Ｌ 63/00 ＮＫＡ Ｈ０１Ｌ 23/29 23/31

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 式（１）で示されるジシアネートエステ
   ル及び／又はそのプレポリマーと、フェノール変性石油
   樹脂、フェノール変性石炭樹脂及びフェノール変性ポリ
   ブタジエン樹脂からなる群より選ばれた１種又は２種以
   上の変性樹脂を、エポキシ樹脂と３−アミノ−４−クロ
   ロベンズアミドと無機充填剤からなる封止用樹脂組成物
   において、３−アミノ−４−クロロベンズアミドの割合
   が、ジシアネートエステル及び／又はそのプレポリマー
   １００重量部に対して１重量部以上、２０重量部未満で
   あることを特徴とする封止用樹脂組成物。 【化１】