JPH07173373A - 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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- JPH07173373A JPH07173373A JP31870393A JP31870393A JPH07173373A JP H07173373 A JPH07173373 A JP H07173373A JP 31870393 A JP31870393 A JP 31870393A JP 31870393 A JP31870393 A JP 31870393A JP H07173373 A JPH07173373 A JP H07173373A
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Landscapes
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 エポキシ樹脂100重量部と、ビスマス系無
機イオン交換体0.5〜10重量部及びMgxAly
(OH)z(CO3)n・XH2O〔式中、x,y,z,
n,Xは0.1以上の正数を表す〕で示される化合物
0.5〜10重量部を予め溶融混合してなる溶融混合
物、硬化剤及び無機充填材からなるエポキシ樹脂組成
物。 【効果】 エポキシ樹脂及びブロム化エポキシ樹脂から
発生する遊離ハロゲンを効果的に捕らえ、不活性化でき
る。IC,LSIの耐湿性及び高温保管特性を大幅に向
上させることができる。
機イオン交換体0.5〜10重量部及びMgxAly
(OH)z(CO3)n・XH2O〔式中、x,y,z,
n,Xは0.1以上の正数を表す〕で示される化合物
0.5〜10重量部を予め溶融混合してなる溶融混合
物、硬化剤及び無機充填材からなるエポキシ樹脂組成
物。 【効果】 エポキシ樹脂及びブロム化エポキシ樹脂から
発生する遊離ハロゲンを効果的に捕らえ、不活性化でき
る。IC,LSIの耐湿性及び高温保管特性を大幅に向
上させることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐湿性に優れるエポキ
シ樹脂組成物の製造方法に関するものである。
シ樹脂組成物の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、IC,LSIなどの半導体の封止
にはエポキシ樹脂の低圧封入法が一般に用いられてい
る。しかし、エポキシ樹脂はエピクロルヒドリンから合
成するため塩素を樹脂中に含有している。また難燃剤と
しては、通常酸化アンチモンとブロム化エポキシ樹脂が
使用されており、熱分解によりブロムイオンが遊離し易
い。この遊離したハロゲンが信頼性を損なうことはよく
知られており、信頼性向上のための方策が強く求められ
てきた。信頼性向上の対策としては、エポキシ樹脂の製
造方法及び精製により耐湿性に関してはかなり問題のな
いレベルにまで到達しつつあるが、アルミ配線パターン
の細線化に伴い信頼性の向上は、更に厳しい要求がなさ
れており、何らかの対策が必要となっている。又ブロム
化エポキシ樹脂から熱分解により発生するブロムイオン
は175℃のような高温で放置する高温保管特性テスト
においては不良を発生させる原因になっており、これも
対策が必要となってきている。単にブロム化エポキシ樹
脂にビスマス系無機イオン交換体又はMgxAly(O
H)z(CO3)n・XH2O〔式中、x,y,z,n,
Xは0.1以上の正数を表す〕で示される化合物を予め
溶融混合する方法もあるが、耐湿性及び高温保管特性を
兼ね備えた信頼性を有するものはできていないのが現状
である。
にはエポキシ樹脂の低圧封入法が一般に用いられてい
る。しかし、エポキシ樹脂はエピクロルヒドリンから合
成するため塩素を樹脂中に含有している。また難燃剤と
しては、通常酸化アンチモンとブロム化エポキシ樹脂が
使用されており、熱分解によりブロムイオンが遊離し易
い。この遊離したハロゲンが信頼性を損なうことはよく
知られており、信頼性向上のための方策が強く求められ
てきた。信頼性向上の対策としては、エポキシ樹脂の製
造方法及び精製により耐湿性に関してはかなり問題のな
いレベルにまで到達しつつあるが、アルミ配線パターン
の細線化に伴い信頼性の向上は、更に厳しい要求がなさ
れており、何らかの対策が必要となっている。又ブロム
化エポキシ樹脂から熱分解により発生するブロムイオン
は175℃のような高温で放置する高温保管特性テスト
においては不良を発生させる原因になっており、これも
対策が必要となってきている。単にブロム化エポキシ樹
脂にビスマス系無機イオン交換体又はMgxAly(O
H)z(CO3)n・XH2O〔式中、x,y,z,n,
Xは0.1以上の正数を表す〕で示される化合物を予め
溶融混合する方法もあるが、耐湿性及び高温保管特性を
兼ね備えた信頼性を有するものはできていないのが現状
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、エポキシ
樹脂とビスマス系無機イオン交換体及びMgxAly
(OH)z(CO3)n・XH2O〔式中、x,y,z,
n,Xは0.1以上の正数を表す〕で示される化合物を
予め溶融混合することに着目し検討した結果、該溶融混
合物を用いてなるエポキシ樹脂組成物が、耐湿信頼性に
優れていると同時に高温保管特性にも優れていることを
見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
樹脂とビスマス系無機イオン交換体及びMgxAly
(OH)z(CO3)n・XH2O〔式中、x,y,z,
n,Xは0.1以上の正数を表す〕で示される化合物を
予め溶融混合することに着目し検討した結果、該溶融混
合物を用いてなるエポキシ樹脂組成物が、耐湿信頼性に
優れていると同時に高温保管特性にも優れていることを
見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)エポキ
シ樹脂100重量部と、ビスマス系無機イオン交換体
0.5〜10重量部及びMgxAly(OH)z(CO
3)n・XH2O〔式中、x,y,z,n,Xは0.1以
上の正数を表す〕で示される化合物0.5〜10重量部
を予め溶融混合してなる溶融混合物、(B)硬化剤及び
(C)無機充填材を必須とするエポキシ樹脂組成物であ
る。
シ樹脂100重量部と、ビスマス系無機イオン交換体
0.5〜10重量部及びMgxAly(OH)z(CO
3)n・XH2O〔式中、x,y,z,n,Xは0.1以
上の正数を表す〕で示される化合物0.5〜10重量部
を予め溶融混合してなる溶融混合物、(B)硬化剤及び
(C)無機充填材を必須とするエポキシ樹脂組成物であ
る。
【0005】本発明に用いるエポキシ樹脂は、分子中に
エポキシ基を有するものならば、特に限定するものでは
ないが、よく用いられるものとしては、オルソクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタ
レン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ
樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ビフェニル型二
官能エポキシ樹脂及びこれらの変性樹脂等の他、更にブ
ロム化エポキシ樹脂としては、ブロム化フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール型エポ
キシ樹脂等が挙げられる。本発明では、ブロム化エポキ
シ樹脂と他のエポキシ樹脂を混合して用いる。樹脂組成
物の耐湿性向上のためには、不純物としてのCIイオ
ン、Naイオン等の不純物イオンが極力少ないことが望
ましく、又、硬化性のためにはエポキシ当量が150〜
300が望ましい。硬化剤は、分子中にフェノール性水
酸基を有するものならば、特に限定するものではない
が、よく用いられる樹脂としては、フェノールノボラッ
ク樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹脂、トリフェ
ノールメタン樹脂及びこれらの変性樹脂が挙げられる。
樹脂組成物の硬化性のため、水酸基当量は80〜250
程度が望ましい。
エポキシ基を有するものならば、特に限定するものでは
ないが、よく用いられるものとしては、オルソクレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタ
レン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ
樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ビフェニル型二
官能エポキシ樹脂及びこれらの変性樹脂等の他、更にブ
ロム化エポキシ樹脂としては、ブロム化フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、ブロム化ビスフェノール型エポ
キシ樹脂等が挙げられる。本発明では、ブロム化エポキ
シ樹脂と他のエポキシ樹脂を混合して用いる。樹脂組成
物の耐湿性向上のためには、不純物としてのCIイオ
ン、Naイオン等の不純物イオンが極力少ないことが望
ましく、又、硬化性のためにはエポキシ当量が150〜
300が望ましい。硬化剤は、分子中にフェノール性水
酸基を有するものならば、特に限定するものではない
が、よく用いられる樹脂としては、フェノールノボラッ
ク樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹脂、トリフェ
ノールメタン樹脂及びこれらの変性樹脂が挙げられる。
樹脂組成物の硬化性のため、水酸基当量は80〜250
程度が望ましい。
【0006】無機充填材として、溶融シリカ粉末、球状
シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ等を使用でき
る。硬化促進剤は、エポキシ基と水酸基の反応を促進す
るものであればよく、一般に封止樹脂に使用されている
ものを利用できる。例えば、1,8−ジアザビシクロウ
ンデセン、トリフェニルホスフィン、ベンジルジメチル
アミン、2−メチルイミダゾール等が単独または混合し
て用いられる。
シリカ粉末、結晶シリカ粉末、アルミナ等を使用でき
る。硬化促進剤は、エポキシ基と水酸基の反応を促進す
るものであればよく、一般に封止樹脂に使用されている
ものを利用できる。例えば、1,8−ジアザビシクロウ
ンデセン、トリフェニルホスフィン、ベンジルジメチル
アミン、2−メチルイミダゾール等が単独または混合し
て用いられる。
【0007】本発明に用いる溶融混合物は、樹脂成分と
してブロム化エポキシ樹脂と、他のエポキシ樹脂必須成
分とし、予めビスマス系無機イオン交換体及びMgxA
ly(OH)z(CO3)n・XH2O〔式中、x,y,
z,n,Xは0.1以上の正数を表す〕で示される化合
物と溶融混合したものであり、ビスマス系無機イオン交
換体とMgxAly(OH)z(CO3)n・XH2Oを
併用することにより、初めて耐湿性及び高温保管特性に
優れたものが得られる。本発明で用いるビスマス系無機
イオン交換体には、ビスマスの含水化物、水酸化物等が
ある。ビスマス系無機イオン交換体は、エポキシ樹脂1
00重量部に対し、0.5〜10重量部添加するが0.
5部未満だとイオン交換能力が不充分であり、10重量
部を越えるとPCT等の信頼性が低下し好ましくない。
又、本発明で用いるMgxAly(OH)z(CO3)n
・XH2O〔式中、x,y,z,n,Xは0.1以上の
正数を表す〕で示される化合物は、エポキシ樹脂100
重量部に対し、0.5〜10重量部添加するが0.5未
満だとイオン交換能力が不充分であり、10重量部を越
えるとPCT等の信頼性が低下し好ましくない。
してブロム化エポキシ樹脂と、他のエポキシ樹脂必須成
分とし、予めビスマス系無機イオン交換体及びMgxA
ly(OH)z(CO3)n・XH2O〔式中、x,y,
z,n,Xは0.1以上の正数を表す〕で示される化合
物と溶融混合したものであり、ビスマス系無機イオン交
換体とMgxAly(OH)z(CO3)n・XH2Oを
併用することにより、初めて耐湿性及び高温保管特性に
優れたものが得られる。本発明で用いるビスマス系無機
イオン交換体には、ビスマスの含水化物、水酸化物等が
ある。ビスマス系無機イオン交換体は、エポキシ樹脂1
00重量部に対し、0.5〜10重量部添加するが0.
5部未満だとイオン交換能力が不充分であり、10重量
部を越えるとPCT等の信頼性が低下し好ましくない。
又、本発明で用いるMgxAly(OH)z(CO3)n
・XH2O〔式中、x,y,z,n,Xは0.1以上の
正数を表す〕で示される化合物は、エポキシ樹脂100
重量部に対し、0.5〜10重量部添加するが0.5未
満だとイオン交換能力が不充分であり、10重量部を越
えるとPCT等の信頼性が低下し好ましくない。
【0008】本発明で用いる溶融混合物は、ブロム化エ
ポキシ樹脂と他のエポキシ樹脂を、その軟化点以上に加
熱溶融し、所定量のビスマス系無機イオン交換体及びM
gxAly(OH)z(CO3)n・XH2Oで示される
化合物を添加し、均一に混合したものである。各成分が
均一に混合される条件ならば、特に限定しないが、通常
加熱温度80〜200℃、混合時間は30分〜5時間で
ある。均一に混合されないと、ビスマス系無機イオン交
換体及びMgxAly(OH)z(CO3)n・XH2O
で示される化合物のPCT等の信頼性に充分な効果を発
揮できない。
ポキシ樹脂と他のエポキシ樹脂を、その軟化点以上に加
熱溶融し、所定量のビスマス系無機イオン交換体及びM
gxAly(OH)z(CO3)n・XH2Oで示される
化合物を添加し、均一に混合したものである。各成分が
均一に混合される条件ならば、特に限定しないが、通常
加熱温度80〜200℃、混合時間は30分〜5時間で
ある。均一に混合されないと、ビスマス系無機イオン交
換体及びMgxAly(OH)z(CO3)n・XH2O
で示される化合物のPCT等の信頼性に充分な効果を発
揮できない。
【0009】本発明の必須成分以外に、必要に応じて更
にエポキシ樹脂、硬化促進剤、シランカップリング剤、
三酸化アンチモン、ヘキサブロモベンゼン等の難燃剤、
カーボンブラック等の着色剤、天然ワックス、合成ワッ
クス等の離型剤及びシリコーンオイル、ゴム等の低応力
添加剤等の種々の添加剤を適宜添加して、混練しても差
し支えない。
にエポキシ樹脂、硬化促進剤、シランカップリング剤、
三酸化アンチモン、ヘキサブロモベンゼン等の難燃剤、
カーボンブラック等の着色剤、天然ワックス、合成ワッ
クス等の離型剤及びシリコーンオイル、ゴム等の低応力
添加剤等の種々の添加剤を適宜添加して、混練しても差
し支えない。
【0010】溶融混合物の製造例 エポキシ樹脂(住友化学工業(株)製 ESCN−19
5L 軟化点65℃、エポキシ当量200)90重量
部、ブロム化エポキシ樹脂(日本化薬(株)製BREN
軟化点85℃、エポキシ当量275)10重量部を加
熱溶融し、次にビスマス化合物(東亜合成化学(株)製
HK−500)1重量部、Mg3.5Al2(OH)13CO
3・3.5H2O(協和化学工業(株)製)5重量部を1
50℃で、2時間溶融混合した。この溶融混合物を冷却
し、ハンマーミルで粉砕した。これを溶融混合物とす
る。 溶融混合物の製造例〜 製造例と同一の原料を用いて、下記配合で製造例と
同様にして、溶融混合物を得た。 溶融混合物 エポキシ樹脂 90 90 90 ブロム化エポキシ樹脂 10 10 10 ビスマス化合物 5 0 5 Mg3.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O 1 5 0
5L 軟化点65℃、エポキシ当量200)90重量
部、ブロム化エポキシ樹脂(日本化薬(株)製BREN
軟化点85℃、エポキシ当量275)10重量部を加
熱溶融し、次にビスマス化合物(東亜合成化学(株)製
HK−500)1重量部、Mg3.5Al2(OH)13CO
3・3.5H2O(協和化学工業(株)製)5重量部を1
50℃で、2時間溶融混合した。この溶融混合物を冷却
し、ハンマーミルで粉砕した。これを溶融混合物とす
る。 溶融混合物の製造例〜 製造例と同一の原料を用いて、下記配合で製造例と
同様にして、溶融混合物を得た。 溶融混合物 エポキシ樹脂 90 90 90 ブロム化エポキシ樹脂 10 10 10 ビスマス化合物 5 0 5 Mg3.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O 1 5 0
【0011】以下、低圧封入型半導体封止用エポキシ樹
脂組成物について、実施例を用いて説明する。配合量は
全て重量部である。
脂組成物について、実施例を用いて説明する。配合量は
全て重量部である。
【実施例】実施例、比較例で用いた原料は以下の通りで
ある。 エポキシ樹脂 住友化学工業(株) ESCN−195L(軟化 点65℃、エポキシ当量200) 硬化剤 住友ベークライト(株) フェノールノボラック(軟 化点105℃、水酸基当量104) 硬化促進剤 住友化学工業(株) スミキュアーD ブロム化エポキシ樹脂 日本化薬(株) BREN(軟化点85℃、 エポキシ当量275) 三酸化アンチモン 住友金属鉱山(株) 無機充填材 龍森(株) RD−8 表面処理剤 日本ユニカー(株) A−186 顔料 三菱化成(株) カーボンブラック 離型剤 野田ワックス(株) ビスマス化合物 東亜合成化学(株) HK−500 Al−Mg化合物 協和化学工業(株) Mg3.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O
ある。 エポキシ樹脂 住友化学工業(株) ESCN−195L(軟化 点65℃、エポキシ当量200) 硬化剤 住友ベークライト(株) フェノールノボラック(軟 化点105℃、水酸基当量104) 硬化促進剤 住友化学工業(株) スミキュアーD ブロム化エポキシ樹脂 日本化薬(株) BREN(軟化点85℃、 エポキシ当量275) 三酸化アンチモン 住友金属鉱山(株) 無機充填材 龍森(株) RD−8 表面処理剤 日本ユニカー(株) A−186 顔料 三菱化成(株) カーボンブラック 離型剤 野田ワックス(株) ビスマス化合物 東亜合成化学(株) HK−500 Al−Mg化合物 協和化学工業(株) Mg3.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O
【0012】実施例1 溶融混合物と硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、三酸
化アンチモン、表面処理剤、顔料、離型剤を表1の割合
で配合し、ヘンシェルミキサーにて混合した後、100
℃の加熱ロールで3分間混練し、エポキシ樹脂組成物を
得た。評価結果を表1に示す。 耐湿性:125℃、2.3気圧のPCTで500時間ま
で試験し、IC(16pDIP)のオープン不良を測定
した。 高温保管特性:185℃で500時間まで試験し、IC
(16pDIP)の配線の電気抵抗の変化を調べ、1Ω
以上(初期0.7Ω)を不良とした。 実施例2 表1の配合に従い、実施例1と同様にして、エポキシ樹
脂組成物を得、同様に評価した。評価結果を表1に示
す。 比較例1、2 表1の配合に従い、実施例1と同様にして、エポキシ樹
脂組成物を得、同様に評価した。評価結果を表1に示
す。ビスマス系無機イオン交換体、又はMg3.5Al
2(OH)13CO3・3.5H2Oのいずれかが溶融されて
いないと、耐湿性及び高温保管特性で不良が発生し、望
ましくない。 比較例3 エポキシ樹脂にビスマス系無機イオン交換体及びMg
3.5Al2(OH)13CO3・3.5H2Oを予め溶融混合せ
ずに、単に混合したものは耐湿性、高温保管特性ともに
不充分となる。 比較例4 ビスマス系無機イオン交換体及びMg3.5Al2(OH)13
CO3・3.5H2Oのいずれも配合しない場合は比較例
2よりも更に耐湿性、高温保管特性ともに低下し、イオ
ン補足剤の信頼性に及ぼす効果が確認できる。
化アンチモン、表面処理剤、顔料、離型剤を表1の割合
で配合し、ヘンシェルミキサーにて混合した後、100
℃の加熱ロールで3分間混練し、エポキシ樹脂組成物を
得た。評価結果を表1に示す。 耐湿性:125℃、2.3気圧のPCTで500時間ま
で試験し、IC(16pDIP)のオープン不良を測定
した。 高温保管特性:185℃で500時間まで試験し、IC
(16pDIP)の配線の電気抵抗の変化を調べ、1Ω
以上(初期0.7Ω)を不良とした。 実施例2 表1の配合に従い、実施例1と同様にして、エポキシ樹
脂組成物を得、同様に評価した。評価結果を表1に示
す。 比較例1、2 表1の配合に従い、実施例1と同様にして、エポキシ樹
脂組成物を得、同様に評価した。評価結果を表1に示
す。ビスマス系無機イオン交換体、又はMg3.5Al
2(OH)13CO3・3.5H2Oのいずれかが溶融されて
いないと、耐湿性及び高温保管特性で不良が発生し、望
ましくない。 比較例3 エポキシ樹脂にビスマス系無機イオン交換体及びMg
3.5Al2(OH)13CO3・3.5H2Oを予め溶融混合せ
ずに、単に混合したものは耐湿性、高温保管特性ともに
不充分となる。 比較例4 ビスマス系無機イオン交換体及びMg3.5Al2(OH)13
CO3・3.5H2Oのいずれも配合しない場合は比較例
2よりも更に耐湿性、高温保管特性ともに低下し、イオ
ン補足剤の信頼性に及ぼす効果が確認できる。
【0013】
【表1】
【0014】
【発明の効果】本発明に従うと、エポキシ樹脂及びブロ
ム化エポキシ樹脂から発生する遊離ハロゲンを効果的に
捕らえ、不活性化できる。即ち、耐湿性及び高温保管特
性に極めて優れたエポキシ樹脂を得ることができる。I
C,LSIの高信頼性要求に応じたものとして広範囲な
用途に適用できるエポキシ樹脂封止材料を供給できるこ
とになり、その効果は大きく工業的に有用である。
ム化エポキシ樹脂から発生する遊離ハロゲンを効果的に
捕らえ、不活性化できる。即ち、耐湿性及び高温保管特
性に極めて優れたエポキシ樹脂を得ることができる。I
C,LSIの高信頼性要求に応じたものとして広範囲な
用途に適用できるエポキシ樹脂封止材料を供給できるこ
とになり、その効果は大きく工業的に有用である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01L 23/31
Claims (1)
- 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂100重量部と、ビ
スマス系無機イオン交換体0.5〜10重量部及びMg
xAly(OH)z(CO3)n・XH2O〔式中、x,
y,z,n,Xは0.1以上の正数を表す〕で示される
化合物0.5〜10重量部を予め溶融混合してなる溶融
混合物、(B)硬化剤及び(C)無機充填材を必須とす
ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31870393A JPH07173373A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31870393A JPH07173373A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07173373A true JPH07173373A (ja) | 1995-07-11 |
Family
ID=18102059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31870393A Pending JPH07173373A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07173373A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10152599A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
-
1993
- 1993-12-17 JP JP31870393A patent/JPH07173373A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10152599A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
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